文章目錄
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- 裝置樹LED驅動原理
- 程式編寫
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- 1.修改裝置樹檔案
- 2.LED驅動程式編寫
裝置樹LED驅動原理
在嵌入式Linux開發18——字元裝置驅動開發2中，我們直接在驅動檔案 newchrled.c 中定義有關寄存器實體位址，然後使用 io_remap 函數進行記憶體映射，得到對應的虛拟位址，最後操作寄存器對應的虛拟位址完成對 GPIO 的初始化。本章我們在第四十二章實驗基礎上完成，接下來我們使用裝置樹來向 Linux 核心傳遞相關的寄存器實體位址， Linux 驅動檔案使用上一章講解的 OF函數從裝置樹中擷取所需的屬性值，然後使用擷取到的屬性值來初始化相關的 IO。本實驗還是比較簡單的，本實驗重點内容如下：
①、在 imx6ull- emmc.dts 檔案中建立相應的裝置節點。
②、編寫驅動程式，擷取裝置樹中的相關屬性值。
③、使用擷取到的有關屬性值來初始化 LED 所使用的 GPIO。
程式編寫
1.修改裝置樹檔案
在根節點“/”下建立一個名為“alphaled”的子節點，打開 imx6ull-emmc.dts 檔案，在根節點“/”最後面輸入如下所示内容：
led {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "jiajia2020-led";
status = "okay";
reg = < 0X020C406C 0X04 /* CCM_CCGR1_BASE */
0X020E0068 0X04 /* SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE */
0X020E02F4 0X04 /* SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE */
0X0209C000 0X04 /* GPIO1_DR_BASE */
0X0209C004 0X04 >; /* GPIO1_GDIR_BASE */
};
屬性#address-cells 和#size-cells 都為 1，表示 reg 屬性中起始位址占用一個字長(cell)，位址長度也占用一個字長(cell)。屬性 compatbile 設定 led 節點相容性為“jiajia2020-led”。屬性 status 設定狀态為“okay”。reg 屬性，非常重要！ reg 屬性設定了驅動裡面所要使用的寄存器實體位址，比如“0X020C406C 0X04”表示 I.MX6ULL 的 CCM_CCGR1 寄存器，其中寄存器首位址為 0X020C406C，長度為 4 個位元組。
裝置樹修改完成後重新編譯一下即可。
2.LED驅動程式編寫
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define DTSLED_CNT 1 /* 裝置号個數 */
#define DTSLED_NAME "jiajia2020-led" /* 名字 */
#define LEDOFF 0 /* 關燈 */
#define LEDON 1 /* 開燈 */
/* 映射後的寄存器虛拟位址指針 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;
/* dtsled裝置結構體 */
struct dtsled_dev{
dev_t devid; /* 裝置号 */
struct cdev cdev; /* cdev */
struct class *class; /* 類 */
struct device *device; /* 裝置 */
int major; /* 主裝置号 */
int minor; /* 次裝置号 */
struct device_node *nd; /* 裝置節點 */
};
struct dtsled_dev dtsled; /* led裝置 */
/*
* @description : LED打開/關閉
* @param - sta : LEDON(0) 打開LED，LEDOFF(1) 關閉LED
* @return : 無
*/
void led_switch(u8 sta)
{
u32 val = 0;
if(sta == LEDON) {
val = readl(GPIO1_DR);
val &= ~(1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}else if(sta == LEDOFF) {
val = readl(GPIO1_DR);
val|= (1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}
}
/*
* @description : 打開裝置
* @param - inode : 傳遞給驅動的inode
* @param - filp : 裝置檔案，file結構體有個叫做private_data的成員變量
* 一般在open的時候将private_data指向裝置結構體。
* @return : 0 成功;其他 失敗
*/
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &dtsled; /* 設定私有資料 */
return 0;
}
/*
* @description : 從裝置讀取資料
* @param - filp : 要打開的裝置檔案(檔案描述符)
* @param - buf : 傳回給使用者空間的資料緩沖區
* @param - cnt : 要讀取的資料長度
* @param - offt : 相對于檔案首位址的偏移
* @return : 讀取的位元組數，如果為負值，表示讀取失敗
*/
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
return 0;
}
/*
* @description : 向裝置寫資料
* @param - filp : 裝置檔案，表示打開的檔案描述符
* @param - buf : 要寫給裝置寫入的資料
* @param - cnt : 要寫入的資料長度
* @param - offt : 相對于檔案首位址的偏移
* @return : 寫入的位元組數，如果為負值，表示寫入失敗
*/
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
int retvalue;
unsigned char databuf[1];
unsigned char ledstat;
retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
if(retvalue < 0) {
printk("kernel write failed!\r\n");
return -EFAULT;
}
ledstat = databuf[0]; /* 擷取狀态值 */
if(ledstat == LEDON) {
led_switch(LEDON); /* 打開LED燈 */
} else if(ledstat == LEDOFF) {
led_switch(LEDOFF); /* 關閉LED燈 */
}
return 0;
}
/*
* @description : 關閉/釋放裝置
* @param - filp : 要關閉的裝置檔案(檔案描述符)
* @return : 0 成功;其他 失敗
*/
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
/* 裝置操作函數 */
static struct file_operations dtsled_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.read = led_read,
.write = led_write,
.release = led_release,
};
/*
* @description : 驅動出口函數
* @param : 無
* @return : 無
*/
static int __init led_init(void)
{
u32 val = 0;
int ret;
u32 regdata[14];
const char *str;
struct property *proper;
/* 擷取裝置樹中的屬性資料 */
/* 1、擷取裝置節點：jiajia2020-led */
dtsled.nd = of_find_node_by_path("/jiajia2020-led");
if(dtsled.nd == NULL) {
printk("led node nost find!\r\n");
return -EINVAL;
} else {
printk("led node find!\r\n");
}
/* 2、擷取compatible屬性内容 */
proper = of_find_property(dtsled.nd, "compatible", NULL);
if(proper == NULL) {
printk("compatible property find failed\r\n");
} else {
printk("compatible = %s\r\n", (char*)proper->value);
}
/* 3、擷取status屬性内容 */
ret = of_property_read_string(dtsled.nd, "status", &str);
if(ret < 0){
printk("status read failed!\r\n");
} else {
printk("status = %s\r\n",str);
}
/* 4、擷取reg屬性内容 */
ret = of_property_read_u32_array(dtsled.nd, "reg", regdata, 10);
if(ret < 0) {
printk("reg property read failed!\r\n");
} else {
u8 i = 0;
printk("reg data:\r\n");
for(i = 0; i < 10; i++)
printk("%#X ", regdata[i]);
printk("\r\n");
}
/* 初始化LED */
#if 0
/* 1、寄存器位址映射 */
IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(regdata[0], regdata[1]);
SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(regdata[2], regdata[3]);
SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(regdata[4], regdata[5]);
GPIO1_DR = ioremap(regdata[6], regdata[7]);
GPIO1_GDIR = ioremap(regdata[8], regdata[9]);
#else
IMX6U_CCM_CCGR1 = of_iomap(dtsled.nd, 0);
SW_MUX_GPIO1_IO03 = of_iomap(dtsled.nd, 1);
SW_PAD_GPIO1_IO03 = of_iomap(dtsled.nd, 2);
GPIO1_DR = of_iomap(dtsled.nd, 3);
GPIO1_GDIR = of_iomap(dtsled.nd, 4);
#endif
/* 2、使能GPIO1時鐘 */
val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
val &= ~(3 << 26); /* 清楚以前的設定 */
val |= (3 << 26); /* 設定新值 */
writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);
/* 3、設定GPIO1_IO03的複用功能，将其複用為
* GPIO1_IO03，最後設定IO屬性。
*/
writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);
/*寄存器SW_PAD_GPIO1_IO03設定IO屬性
*bit 16:0 HYS關閉
*bit [15:14]: 00 預設下拉
*bit [13]: 0 kepper功能
*bit [12]: 1 pull/keeper使能
*bit [11]: 0 關閉開路輸出
*bit [7:6]: 10 速度100Mhz
*bit [5:3]: 110 R0/6驅動能力
*bit [0]: 0 低轉換率
*/
writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);
/* 4、設定GPIO1_IO03為輸出功能 */
val = readl(GPIO1_GDIR);
val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的設定 */
val |= (1 << 3); /* 設定為輸出 */
writel(val, GPIO1_GDIR);
/* 5、預設關閉LED */
val = readl(GPIO1_DR);
val |= (1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
/* 注冊字元裝置驅動 */
/* 1、建立裝置号 */
if (dtsled.major) { /* 定義了裝置号 */
dtsled.devid = MKDEV(dtsled.major, 0);
register_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME);
} else { /* 沒有定義裝置号 */
alloc_chrdev_region(&dtsled.devid, 0, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME); /* 申請裝置号 */
dtsled.major = MAJOR(dtsled.devid); /* 擷取配置設定号的主裝置号 */
dtsled.minor = MINOR(dtsled.devid); /* 擷取配置設定号的次裝置号 */
}
printk("dtsled major=%d,minor=%d\r\n",dtsled.major, dtsled.minor);
/* 2、初始化cdev */
dtsled.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&dtsled.cdev, &dtsled_fops);
/* 3、添加一個cdev */
cdev_add(&dtsled.cdev, dtsled.devid, DTSLED_CNT);
/* 4、建立類 */
dtsled.class = class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME);
if (IS_ERR(dtsled.class)) {
return PTR_ERR(dtsled.class);
}
/* 5、建立裝置 */
dtsled.device = device_create(dtsled.class, NULL, dtsled.devid, NULL, DTSLED_NAME);
if (IS_ERR(dtsled.device)) {
return PTR_ERR(dtsled.device);
}
return 0;
}
/*
* @description : 驅動出口函數
* @param : 無
* @return : 無
*/
static void __exit led_exit(void)
{
/* 取消映射 */
iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
iounmap(GPIO1_DR);
iounmap(GPIO1_GDIR);
/* 登出字元裝置驅動 */
cdev_del(&dtsled.cdev);/* 删除cdev */
unregister_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT); /* 登出裝置号 */
device_destroy(dtsled.class, dtsled.devid);
class_destroy(dtsled.class);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("jiajia2020");
在裝置結構體 dtsled_dev 中添加了成員變量 nd， nd 是 device_node 結構體類型指針，表示裝置節點。如果我們要讀取裝置樹某個節點的屬性值，首先要先得到這個節點，一般在裝置結構體中添加 device_node 指針變量來存放這個節點。而後通過 of_find_node_by_path 函數得到 alphaled 節點，後續其他的 OF 函數要使用 device_node。接着通過of_find_property 函數擷取 alphaled 節點的 compatible 屬性，傳回值為property 結構體類型指針變量， property 的成員變量 value 表示屬性值，又通過 of_property_read_string 函數擷取 alphaled 節點的 status 屬性值。最後通過 of_property_read_u32_array 函數擷取 alphaled 節點的 reg 屬性所有值，并且将擷取到的值都存放到 regdata 數組中。
編譯驅動程式，得到.ko檔案并拷貝到開發闆中，通過modprobe指令加載驅動即可。
![linux-svn解除安裝與安裝[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)