================================================================
Техническое задание: UIO-драйвер для управления RGB-светодиодом
================================================================

1. Цель проекта
---------------

Разработать пользовательский I/O-драйвер (UIO) для Linux, который позволит управлять **RGB-светодиодом** (три независимых цвета: красный, зелёный, синий) из **пространства пользователя**.

Управление должно осуществляться путём записи в память, доступную через `mmap()`, без использования ioctl или sysfs.

---

2. Аппаратная платформа
-----------------------

- **Целевая система**: Raspberry Pi (или совместимая ARM-платформа)
- **Устройство**: RGB-светодиод, подключённый к трем GPIO:
  - **RED**  — GPIO 16
  - **GREEN** — GPIO 20
  - **BLUE** — GPIO 21
- GPIO должны быть настроены на **output**, управление осуществляется подачей 1/0.

---

3. Архитектура программного решения
-----------------------------------

**Ядровая часть (Kernel module):**
- Написать модуль ядра с использованием **UIO API**.
- Создать одну отображаемую mmap-область размером 1 байт, где каждый бит управляет соответствующим цветом:

  - Бит 0 — RED
  - Бит 1 — GREEN
  - Бит 2 — BLUE

- Значение этого байта отслеживается в ядре с помощью `write()`-callback или через отложенную работу (workqueue).

**Структура `uio_info`:**
- `name`: `"rgb_uio"`
- `version`: `"1.0"`
- `mem[0]`: область управления, `UIO_MEM_LOGICAL`, размер — 1 байт, `kmalloc`

---

4. Пользовательская часть
-------------------------

- Написать пример программы на C или Python, которая:

  - Открывает `/dev/uio0`
  - Делает `mmap()` области управления
  - Устанавливает значения, чтобы:
    - включить красный (`0b001`)
    - зелёный + синий (`0b110`)
    - выключить всё (`0b000`)

- Проверить результат физически (по светодиоду) или с помощью логического анализатора / мультиметра.

---

5. Логика и проверка
--------------------

**При старте модуля:**
- Все светодиоды должны быть выключены (записано `0x00`)

**При изменении значения mmap:**

- Каждый бит влияет на соответствующий GPIO
- Проверка: изменение байта по mmap должно немедленно менять уровень на пинах

**Тестовые кейсы:**

.. list-table:: Таблица управления RGB-светодиодом
   :header-rows: 1
   :widths: 15 15 15 15 40

   * - Значение
     - RED
     - GREEN
     - BLUE
     - Описание
   * - ``0b000``
     - OFF
     - OFF
     - OFF
     - Все выключены
   * - ``0b001``
     - ON
     - OFF
     - OFF
     - Только красный
   * - ``0b010``
     - OFF
     - ON
     - OFF
     - Только зелёный
   * - ``0b100``
     - OFF
     - OFF
     - ON
     - Только синий
   * - ``0b111``
     - ON
     - ON
     - ON
     - Все включены

---

6. Структура проекта
---------------------

.. code-block::

   rgb_uio_driver/
   ├── rgb_uio.c         # ядровой модуль
   ├── Makefile
   ├── user_app.c        # приложение, использующее mmap
   ├── test_script.sh    # bash-скрипт для проверки
   └── README.rst

---

7. Требования к качеству
------------------------

- Код ядра соответствует Linux Kernel Coding Style
- Поддержка выгрузки и повторной загрузки модуля (`rmmod`, `insmod`)
- Все ресурсы (GPIO, память) корректно освобождаются при выгрузке
- Драйвер протестирован на Raspberry Pi OS (kernel 5.10+)

---

8. Возможности расширения
--------------------------

- Управление яркостью через `PWM` (в будущем)
- Прерывания при изменении состояний GPIO
- Расширение памяти до 3 байт (по одному на каждый канал)

---