Về bài họcHọc thử miễn phíĐăng ký học

Bài 30Bài tập 32.1 · gpio_reg_ledHạn 22:03 12/11

Lượt 0/10 · Nháp lưu

Bài tập 32.1 · gpio_reg_led

Trung bìnhC (C11) · Pi 4 ảo

Viết gpio_led.c thành module gpio_led.ko, điều khiển LED bằng cách ghi thẳng vào thanh ghi GPIO qua ioremap():

insmod: LED sáng, ghi log LED on, phys=0x... virt=... level=<mức>.

rmmod: LED tắt, ghi log LED off, level=<mức>.

Các bước:

Xác định module phần cứng cần làm việc (bộ điều khiển GPIO của BCM2711) và địa chỉ vật lý của nó.

Xác định các chức năng cần làm (chọn chân output, bật, tắt, đọc mức chân) và thanh ghi tương ứng.

Xác định địa chỉ để thao tác với các thanh ghi: ánh xạ địa chỉ vật lý bằng ioremap(), địa chỉ thanh ghi là địa chỉ ảo cộng offset.

Viết code: đọc và ghi thanh ghi bằng readl() và writel(); gỡ ánh xạ bằng iounmap() khi rmmod.

Module cần MODULE_LICENSE("GPL") và pr_fmt để log có tiền tố gpio_led:. Board ảo tự build, không cần Makefile.

Ví dụ 1:

Input (lệnh shell chạy trong máy ảo):

insmod gpio_led.ko
pin 17

Output:

GPIO17=1

Ví dụ 2:

Input (lệnh shell chạy trong máy ảo):

rmmod gpio_led
pin 17

Output:

GPIO17=0

Định dạng Input (lệnh shell):

Mỗi test là một đoạn lệnh shell chạy trong máy ảo Raspberry Pi 4: insmod, rmmod, dmesg.
Có sẵn lệnh pin 17 (in GPIO17=<mức>) và devmem <địa chỉ> 32.

Định dạng Output:

Stdout của đoạn lệnh.

Ràng buộc:

Mỗi test tối đa 5 s. Kernel Oops thì test đó bị chấm lỗi.
Không dùng gpiolib (gpio_request, gpiod_*) và không dùng request_mem_region().

Ctrl+' chạy thử · Ctrl+Enter nộp · Tab = 4 dấu cách · Esc rồi Tab rời editor

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * gpio_led: drive the LED on GPIO17 by writing the BCM2711 GPIO registers
 * directly.
 */
#define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
 
#include <linux/init.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/module.h>
 
/* GPIO block of BCM2711 (Raspberry Pi 4). */
#define GPIO_PHYS	0xFE200000UL
#define GPIO_SIZE	0x100
 
/* Register offsets. */
#define GPFSEL1		0x04
#define GPSET0		0x1C
#define GPCLR0		0x28
#define GPLEV0		0x34
 
/* The LED is wired to GPIO17. */
#define LED_PIN		17
 
/* Virtual address of the mapped GPIO registers. */
static void __iomem *gpio_base;
 
static int __init led_init(void)
{
	/* Step 1: gpio_base = ioremap(), return -ENOMEM if it fails. */
 
	/* Step 2: read GPFSEL1 and clear the 3 bits of pin 17. */
 
	/* Set the 3 bits to 001 (output) and write the register back. */
 
	/* Step 3: turn the LED on by writing 1 << LED_PIN to GPSET0. */
 
	/* Step 4: log "LED on, phys=0x%lx virt=%p level=%u" with GPLEV0. */
 
	return 0;
}
 
static void __exit led_exit(void)
{
	/* Step 5: turn the LED off by writing 1 << LED_PIN to GPCLR0. */
 
	/* Log "LED off, level=%u", then call iounmap(). */
}
 
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
 
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("DEVLINUX Academy");
MODULE_DESCRIPTION("LED on GPIO17 through direct register access");

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * gpio_led: drive the LED on GPIO17 by writing the BCM2711 GPIO registers
 * directly.
 */
#define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt

#include <linux/init.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/module.h>

/* GPIO block of BCM2711 (Raspberry Pi 4). */
#define GPIO_PHYS	0xFE200000UL
#define GPIO_SIZE	0x100

/* Register offsets. */
#define GPFSEL1		0x04
#define GPSET0		0x1C
#define GPCLR0		0x28
#define GPLEV0		0x34

/* The LED is wired to GPIO17. */
#define LED_PIN		17

/* Virtual address of the mapped GPIO registers. */
static void __iomem *gpio_base;

static int __init led_init(void)
{
	/* Step 1: gpio_base = ioremap(), return -ENOMEM if it fails. */

/* Step 2: read GPFSEL1 and clear the 3 bits of pin 17. */

/* Set the 3 bits to 001 (output) and write the register back. */

/* Step 3: turn the LED on by writing 1 << LED_PIN to GPSET0. */

/* Step 4: log "LED on, phys=0x%lx virt=%p level=%u" with GPLEV0. */

return 0;
}

static void __exit led_exit(void)
{
	/* Step 5: turn the LED off by writing 1 << LED_PIN to GPCLR0. */

/* Log "LED off, level=%u", then call iounmap(). */
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("DEVLINUX Academy");
MODULE_DESCRIPTION("LED on GPIO17 through direct register access");

Chưa chạyDemo – máy chủ chưa nối board ảo

Bước 1 · Đi dây bo mạch theo đề

Bấm một chân header rồi bấm đầu IN hoặc GND của mạch LED để nối dây.

Bước 2 · Viết code: nối đủ dây ở bước 1 để chuyển sang Code

Bước 3 · Test và debug trong terminal

Sau khi build, nạp driver và chạy thử bật tắt LED trong terminal (thay tên cho đúng bài, như phần input của test):

insmod <tên>.ko
echo 1 > /dev/<tên>   # bật LED
pin 17                  # GPIO17=1
echo 0 > /dev/<tên>   # tắt LED
pin 17                  # GPIO17=0

Gặp lỗi: dmesg | tail xem log driver, lsmod / ls /dev kiểm tra module và thiết bị. Nạp lại thì rmmod <tên> trước.

Bấm một chân header rồi bấm đầu IN hoặc GND của mạch LED để nối dây · bấm vào dây để gỡ.

TC-03TC-04TC-05

TC-01

Chưa chạy

Chạy thử tự build, nạp code vào board (thư mục /home/devlinux) và chấm test mẫu. Sau đó bạn tự gõ lệnh ở đây: insmod, rmmod, dmesg, ./chương_trình. Lệnh chỉ chạy bên trong máy ảo, không chạm tới máy chủ.