前幾天搞定了樹莓派2的核心編譯執行工作，這幾天集中研究了樹莓派的gpio操作，那麼現在是時候把它搞出來了

我們知道，gpio操作是驅動的基礎操作，那麼研究一塊板子，一個版本的核心，首先要從gpio入手。

基礎的gpio操作有以下：

ioremap對映暫存器地址，readl讀取暫存器上的數值，writel將資料寫入暫存器。

用核心提供的gpio操作巨集

現在接觸到了一種新的gpio操作方式：使用gpio_chip結構體，用面向物件的思維對gpio的功能進行操作。

在我使用的3.18.16核心中，樹莓派的晶片bcm2836的gpio操作是由核心中的bcm2708的gpio操作進行的，大概可以想象兩者的相似性很高。

從網上找到的驅動程式碼附上。

在最開始研究的時候，看晶片手冊，使用其提供的地址進行地址對映，然後改寫，劇情很狗血，就是失敗，無論是匯流排地址還是實體地址，都是失敗的。

原因不明，最後在網上找到了下面的程式碼，編譯執行之後成功了，分析得出其使用gpio_chip結構體的結論。

#include <linux/kernel.h>  
#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h> 
#include <mach/platform.h>       
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/types.h>  
#include <linux/fs.h>   
#include <linux/ioctl.h>  
#include <linux/cdev.h>  
#include <linux/delay.h>  
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/init.h> 
#include <linux/gpio.h>
 
//class宣告核心模組驅動資訊,是UDEV能夠自動生成/dev下相應檔案
static dev_t pi_led_devno; //裝置號
static struct class *pi_led_class;
static struct cdev pi_led_class_dev;
 
struct gpio_chip *gpiochip;
 
#define led_pin 17  //gpio 4
 

static int is_right_chip(struct gpio_chip *chip, void *data)//此函式是 gpiochip_find函式呼叫核心，之後由核心呼叫的一個查詢gpio_chip結構體的函式
{
 
        if (strcmp(data, chip->label) == 0)
                return 1;
        return 0;
}

//核心載入後的初始化函式.
static int __init pi_led_init(void)
{
   struct device *dev;
   int major; //自動分配主裝置號
   major = alloc_chrdev_region(&pi_led_devno,0,1,DRIVER_NAME);
   //register_chrdev 註冊字元裝置使系統知道有LED這個模組在.
    
   cdev_init(&pi_led_class_dev, &pi_led_dev_fops);
   major = cdev_add(&pi_led_class_dev,pi_led_devno,1);
   //註冊class
   pi_led_class = class_create(THIS_MODULE,DRIVER_NAME);
    
   dev = device_create(pi_led_class ,NULL,pi_led_devno,NULL,DRIVER_NAME);
      
   gpiochip = gpiochip_find("bcm2708_gpio", is_right_chip); //此函式是用來找到暫存器的gpio_chip結構體的函式，此函式由核心實現 *(1)

   gpiochip->direction_output(gpiochip, led_pin, 1);
   gpiochip->set(gpiochip, led_pin, 1);//*(2)
   printk("pi led init ok!\n");
   return 0;
}
//核心解除安裝後的銷燬函式.
void pi_led_exit(void)
{
gpiochip->set(gpiochip, led_pin, 0);
   gpio_free(led_pin);
   device_destroy(pi_led_class,pi_led_devno);
   class_destroy(pi_led_class);
   cdev_del(&pi_led_class_dev);
   unregister_chrdev_region(pi_led_devno, 1);
   printk("pi led exit ok!\n");
    
}
 
module_init(pi_led_init);
module_exit(pi_led_exit);
 
MODULE_DESCRIPTION("Rasp Led Driver");
MODULE_AUTHOR("52pi.net");
MODULE_LICENSE("GPL");

*(1)"bcm2708_gpio"字串是要使用的gpio_chip結構體的lable成員，可以理解為其名字，當找到這個gpio結構體之後，可以看到其在bcm2708_gpio.c檔案當中，但是這個檔案有兩個，分別在mach-bcm2708和mach-bcm2709兩個資料夾中，簡單看了一下，兩個檔案基本相同，在裡面找到：

static void bcm2708_gpio_set(struct gpio_chip *gc, unsigned offset, int value)

函式，此函式就是*(2)中呼叫的函式的最終目的地，其實現方式仍然是readl和writel函式，那麼也就是說，這兩個函式仍然能夠使用，我對其進行了列印修改，重新編譯核心，核心列印如下資訊

[   52.190213] *********addr---0xf320001c//實際讀取和寫入的地址
[   52.195631] *******1****0x6770696f//讀取暫存器上的資料
[   52.200735] *******2****0x6770696f

晶片手冊中描述了gpio對應暫存器實體地址應該是0x2020 001c，匯流排地址0x7e20 001c

檢視列印資訊發現地址跟著兩個都不同，分析可能是bcm2708的對應地址。或者是由核心對映好的暫存器地址，後者可能性更大。

那麼之前使用ioremap對映的地址不能用的原因不出意外應該是核心對其暫存器進行限制，不允許隨意映射了，這個我還沒有找到相關證據。

於是按照0xf320001c的地址重寫了自己以前用readl和writel實現的驅動，發現這次成功了，並且重啟樹莓派之後，這個地址還能用，那麼我分析這個

地址已經被核心控制住了，不能夠重新對映，或者說即使重新對映，也不能夠使用。

很多朋友使用三種應用層的gpio呼叫方式對其進行操作，然而這並不是核心驅動，而且我分析過wiringPi的原始碼，發現其是通過呼叫mem的驅動程式進行地址對映，從而達到操作暫存器的目的。

mem的裝置節點是/dev/mem，主裝置號為1，記憶體，屬於字元裝置，可以通過核心原始碼的major 檢視主裝置號為1的巨集，然後搜尋此巨集，就能找到其驅動程式。

現在找到了一個gpio暫存器的可操作地址，那麼有時間我還會分析為什麼是這個地址，以及接下來可以對其進行操作，可能寫一些其他的驅動程式，但可能不會再發上來，下一步要開始研究uboot，目的是希望能夠啟動一個bootloader命令列。有興趣的朋友可以加關注。