1、驱动代码的开发
树莓派的io空间的起始地址是0x3f000000，GPIO的偏移量为20000000,所以GPIO的物理地址应该是从0x3f200000开始的。
本篇示例驱动的功能是将树莓派的一个的4引脚设置为OUTPUT，使其具有OUTPUT的功能（输出0，1）。
在开发之前我们需要查看树莓派的开发手册：
1、找到设置io口功能的寄存器：
从上图可知道FSEL4即为我们要设置的4号脚，它属于GPFSEL0寄存器控制,控制位为14-12位，具体的设置方法参考上图的FSEL9可知，将该寄存器的14-12位设置为001就是将pin4设置为output了。
设置好引脚模式，我们再来看怎么控制该引脚输出'0',和‘1’。
2、找到控制引脚输出1的寄存器：
由上图可知，GPIO Pin Output Set Registers (GPSETn) 翻译过来就是GPIO引脚输出寄存器(GPSETn)，该寄存器就是控制引脚输出‘1’的寄存器。我们要设置的是四号脚，从表中可以看出，要设置n号脚为‘1’，就将n位置‘1’，我们要设置4号脚为‘1’，就将寄存器第4位置‘1’（属于0-31位之间所以我们选择的是0号也就是GPSET0寄存器），其余保持0（No effect）即可。
3、找到控制引脚输出‘0’的寄存器：
由上图可知，GPIO Pin Output Clear Registers (GPCLRn) 翻译过来就是GPIO引脚输出清除寄存器(GPCLRn)，该寄存器功能就等同于控制引脚输出‘0’。我们要设置的是四号脚，从表中可以知，要设置n号脚为‘0’，就将n位置‘1‘，我们要设置4号脚为‘0’，就将寄存器第4位置'1'(属于0-31位之间所以我们选择的是0号也就是GPCLR0寄存器)，其余保持0（No effect）即可。
4、找出各个寄存器的地址
结合上文所说的所以GPIO的物理地址应该是从0x3f200000开始的，
由图可知：
GPFSEL0 地址为0x3f200000
GPSET0的地址为0x3f20001C
GPCLR0的地址为0x3f200028
这里我们需要注意的是，上面的地址是物理地址，一般来说，在系统运行时，外设的I/O内存资源的物理地址是已知的，由硬件的设计决定。但是CPU通常并没有为这些已知的外设I/O内存资源的物理地址预定义虚拟地址范围，驱动程序并不能直接通过物理地址访问I/O内存资源，而必须将它们映射到核心虚地址空间内（通过页表），然后才能根据映射所得到的核心虚地址范围，通过访内指令访问这些I/O内存资源。
所以我们必须通过函数void __iomem * __ioremap(unsigned long phys_addr, size_t size, unsigned long flags);来映射获取到对应物理地址映射的虚拟地址，来访问寄存器。
参数：
phys_addr：要映射的起始的IO地址
size：要映射的空间的大小
flags：要映射的IO空间和权限有关的标志
这里我们不指定flags，函数使用方法如下:（volatile的作用是为了保证地址不会因编译器的优化而省略，每次直接读取值）
GPFSEL0=(volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200000,4); //初始化设置引脚功能的寄存器的地址
GPSET0 =(volatile unsigned int *)ioremap(0x3f20001C,4); // 初始化控制引脚输出‘1’的寄存器地址
GPCLR0 =(volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200028,4); //初始化控制引脚输出‘0’的寄存器的地址关于file_operations结构体：Linux使用file_operations结构访问驱动程序的函数，这个结构的每一个成员的名字都对应着一个调用。用户进程利用在对设备文件进行诸如read/write操作的时候，系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序，然后读取这个数据结构相应的函数指针，接着把控制权交给该函数，这是Linux的设备驱动程序工作的基本原理。
我们写驱动都需要根据不同需求选择性的对file_operations结构体中的成员进行配置：
static struct file_operations pin4_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = pin4_open, //配置open函数
.write = pin4_write, //配置write函数
};
注意：第一个 file_operations 成员owner根本不是一个操作; 它是一个指向拥有这个结构的模块的指针. 这个成员用来在它的操作还在被使用时阻止模块被卸载. 几乎所有时间中, 它被简单初始化为 THIS_MODULE, 这是一个在 <linux/module.h> 中定义的宏.
最后完成的驱动代码如下：
#include <linux/fs.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/types.h>
#include <asm/io.h>
static dev_t devno; //总设备号
static int major_no=122; //主设备号名称
static int next_no=9; //次设备号名称
static char *moudle_name = "pin4_moudle"; //模块名称
volatile unsigned int* GPFSEL0=NULL; //volatile不会因编译器的优化而省略，每次直接读值
volatile unsigned int* GPSET0=NULL;
volatile unsigned int* GPCLR0=NULL;
static struct class *pin4_class;
static struct device *pin4_class_dev;
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
printk("in open \n");
*GPFSEL0&=~(0x6<<12); //在不改变其他位的情况下将13,14位变成0;
*GPFSEL0|=(0x1<<12); //在不改变其他位的情况下将12位配置成1
return 0;
}
static ssize_t pin4_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
char usercmd;
printk("usercmd is %c\n",usercmd);
copy_from_user(&usercmd,buf,count);//从上层获取用户在write中写的数据，该数据存放在&usercmd中。
if(usercmd=='1')
{
*GPSET0|=(0x1<<4);//不改变其他位的情况下将寄存器第四位置1
printk("set 1\n");
}
else if(usercmd=='0')
{
*GPCLR0|=(0x1<<4);//不改变其他位的情况下将寄存器第四位配置成1（该寄存器控制io口清零）
printk("set 0\n");
}
else{
printk("not cmd\n");
}
return 0;
}
static struct file_operations pin4_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = pin4_open, //配置open函数
.write = pin4_write, //配置write函数
};
int __init pin4_drv_init(void) // 真实驱动入口
{
int ret;
devno=MKDEV(major_no,next_no);
ret =register_chrdev(major_no,moudle_name,&pin4_fops); //注册驱动 告诉内核，把这个驱动加入到内核链表中
pin4_class = class_create(THIS_MODULE,"pin4_demo"); //让代码在dev自动生成设备
pin4_class_dev=device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,moudle_name);//创建设备文件.
GPFSEL0=(volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200000,4); //初始化设置引脚功能的寄存器的地址
GPSET0 =(volatile unsigned int *)ioremap(0x3f20001C,4); // 初始化控制引脚输出‘1’的寄存器地址
GPCLR0 =(volatile unsigned int *)ioremap(0x3f200028,4); //初始化控制引脚输出‘0’的寄存器的地址
printk("jiazaichenggong\n");
return 0;
}
void __exit pin4_drv_exit(void)
{
iounmap(GPCLR0);
iounmap(GPSET0);
iounmap(GPFSEL0);
device_destroy(pin4_class,devno);//解除设备
class_destroy(pin4_class); //解除类
unregister_chrdev(major_no,moudle_name);//取消注册
}
module_init(pin4_drv_init); //入口， 内核加载驱动的时候，这个宏会被调用
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
2、编译驱动代码
完成驱动代码后，修改linux内核文件drivers /char下的Makefile 文件，
添加一条信息obj-m +=pin4driver.o (-m是模块方式编译，pin4driver.o是你自己写的驱动的文件名)
只有添加了这条信息，在编译内核的时候，才会去编译你自己写的驱动代码。
添加完成之后：
重新编译内核模块
指令为（该指令需要在内核代码文件路径下执行）：ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make -j4 modules
编译好后会在/driver/char/路径多生成一个pin4driver.ko文件
将这个.ko文件放到树莓派上
3、在树莓派上装载该驱动
将该驱动装载进树莓派：sudo insmod pin4driver.ko
并且给予其操作权限： sudo chmod 666 /dev/pin4_moudle
可以看到驱动列表多了一个
当看见pin4driver就意味着驱动装载成功，这个时候会在根目录下的/dev/内看到一个pin4_moudle文件，这个文件的名字是在你写驱动代码时定义的模块名称
给予这个模块操作权限： sudo chmod 666 /dev/pin4_moudle
此时自己编写的驱动模块已经装载完毕。
4、测试驱动
我们可以在树莓派上编写代码来测试该驱动：
#include <unistd.h>
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
int main(){
int fd = open("/dev/pin4_moudle",O_RDWR);
if(fd<0)
{
printf("open file\n");
}
while(1){
char cmd;
printf("高电平输入1，低电平输入0\n");
scanf("%c",&cmd);
fd=write(fd,&cmd,1);
if (fd<0)
{
printf("write fail\n");
}
}
return 0;
}测试：
未输入之前树莓派gpio状态，pin4号脚输出为0
输入1后
对应BCM4号脚输出变为1
