8.驱动与硬件通信

　　　　　　　　　　驱动与硬件通信

　　驱动程序控制设备，主要是通过访问设备内的寄存器来达到控制目的,因此我们讨论如何访问硬件，就成了如何访问这些寄存器了.

一、地址映射

　　在Linux系统中，无论是内核程序还是应用程序，都只能使用虚拟地址，而芯片手册中给出的硬件寄存器地址或者RAM地址则是物理地址，无法直接使用，因此，我们读写寄存器的第1步就是将将它的物理地址映射为虚拟地址。

1.1动态映射

　　所谓动态映射，是指在驱动程序中采用ioremap函数将物理地址映射为虚拟地址。

原型：void * ioremap(physaddr, size)
参数：
　　Physaddr：待映射的物理地址
　　Size: 映射的区域长度
　　返回值：映射后的虚拟地址

1.2静态映射

　　所谓静态映射，是指Linux系统根据用户事先指定的映射关系，在内核启动时，自动地将物理地址映射为虚拟地址。

1.2.1映射关系

　　在静态映射中，用户是通过map_desc结构来指明物理地址与虚拟地址的映射关系。

struct map_desc{
　　unsigned long virtual; /* 映射后的虚拟地址 */
　　unsigned long pfn; /* 物理地址所在的页帧号 */
　　unsigned long length; /* 映射长度 */
　　unsigned int type; /* 映射的设备类型 */
};
　　pfn: 利用__phys_to_pfn(物理地址)可以计算出物理地址所在的物理页帧号

　　该结构有四个成员：第一个参数是我们的虚拟地址，第二个参数才是我们实际的物理地址，只不过我们现在使用页桢号来表示。假如物理地址是50008000，一页的大小为4K，用物理地址除以4K，就得到页桢号了。

1.2.2如何映射

　　在source insight里面找到自己平台对应的Cpu.c文件进入，可以找到如下结构：

　　可以看出这是个数组，这个数组的元素是结构struct map_desc。一个这样的结构对应的是内存的一片映射区域。　　

　　看一下GPIO的这一片区域映射关系：

其中主要参数的来源：

查看S3c6410芯片手册memory map章节：

0x7f008000刚好是GPIO这片区域的起始物理地址。然后这片区域会被映射到下面的虚拟地址：

S3C64XX_VA_GPIO：

通过查找找到S3C_ADRR_CPU：

可以看到同一个文件里面的上面个有对S3C_ADDR的定义：

同时也有对S3C_ADDR_BASE的定义

找到的是上面的S3C_ADDR_BASE 0XF4000000加上偏移量x，就是S3C_ADDR的地址。有了这样的地址，当我们的内核要去使用这表的的时候：

　　当我们的6410启动的时候，会去找这样的一张表来完成映射。这就是内核启动的时候完成的静态映射。

12.3静态映射应用

在工程里面搜索S3C64XX_GPNCON：

　　这就是我们拿到的IO的虚拟地址，下面我们分析一下到底是如何来的：

1.搜索：S3C64XX_GPN_BASE

我们可以同时看到S3C64XX_GPN_BASE以及S3C64XX_GPIOREG的来源

2.我们接着搜索：S3C64XX_VA_GPIO

可以看到，我们又回到了前面静态映射的物理地址所以S3C64XX_GPNCON的地址就是我们的虚拟地址，我们可以直接使用。

　　理论上呢拿到S3C64XX_GPNCON这个值就可以使用了但是我在led程序中使用的时候居然卡死在程序里面出不来了，而我学习内存静态转换的过程也就卡到这儿了希望日后可以解决吧

 1 #include <mach/map.h>
 2 #include <mach/regs-gpio.h>
 3 #include <mach/regs-clock.h>
 4 #include <mach/gpio-bank-n.h>
 5 #include <plat/gpio-cfg.h>
 6 
 7 
 8 
 9 int led_open (struct inode *node, struct file *filp)
10 {
11     writel(0x1111,S3C64XX_GPNCON); //为虚拟地址写入值
12     return 0;
13 }
14 
15 //响应系统调用函数的驱动函数
16 long led_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
17 {
18     switch (cmd)   //通过不同命令执行控制命令
19     {
20         case LED_ON:
21             writel(0x00,S3C64XX_GPNDAT);
22             return 0;
23         
24         case LED_OFF:
25             writel(0xff,S3C64XX_GPNDAT);
26             return 0;
27         
28         default:
29             return -EINVAL;
30     }
31 }

二、寄存器读写

　　在完成地址映射后，就可以读写寄存器了，Linux内核提供了一系列函数，来读写寄存器。

 1 　　unsigned ioread8(void *addr)
 2 　　unsigned ioread16(void *addr)
 3 　　unsigned ioread32(void *addr)
 4 　　unsigned readb(address)
 5 　　unsigned readw(address)
 6 　　unsigned readl(address)
 7 
 8 
 9 　　void iowrite8(u8 value, void *addr)
10 　　void iowrite16(u16 value, void *addr)
11 　　void iowrite32(u32 value, void *addr)
12 　　void writeb(unsigned value, address)
13 　　void writew(unsigned value, address)
14 　　void writel(unsigned value, address)