ARM Linux 驱动开发篇--- 设备树下的 LED 驱动实验-- Ubuntu20.04

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All rights reserved. 版本 : V1.0 描述 : LED驱动文件。 其他 : 无 ***************************************************************/ #define DTSLED_CNT 1 /* 设备号个数 */ #define DTSLED_NAME dtsled /* 名字 */ #define LEDOFF 0 /* 关灯 */ #define LEDON 1 /* 开灯 */ /* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */ 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设备结构体 */ struct dtsled_dev{ dev_t devid; /* 设备号 */ struct cdev cdev; /* cdev */ struct class *class; /* 类 */ struct device *device; /* 设备 */ int major; /* 主设备号 */ int minor; /* 次设备号 */ struct device_node *nd; /* 设备节点 */ }; struct dtsled_dev dtsled; /* led设备 */ /* * description : LED打开/关闭 * param - sta : LEDON(0) 打开LEDLEDOFF(1) 关闭LED * return : 无 */ 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 : 打开设备 * param - inode : 传递给驱动的inode * param - filp : 设备文件file结构体有个叫做private_data的成员变量 * 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。 * return : 0 成功;其他 失败 */ static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp) { filp-private_data dtsled; /* 设置私有数据 */ return 0; } /* * description : 从设备读取数据 * param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符) * param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区 * param - cnt : 要读取的数据长度 * param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * return : 读取的字节数如果为负值表示读取失败 */ static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) { return 0; } /* * description : 向设备写数据 * param - filp : 设备文件表示打开的文件描述符 * param - buf : 要写给设备写入的数据 * param - cnt : 要写入的数据长度 * param - offt : 相对于文件首地址的偏移 * return : 写入的字节数如果为负值表示写入失败 */ 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]; /* 获取状态值 */ if(ledstat LEDON) { led_switch(LEDON); /* 打开LED灯 */ } else if(ledstat LEDOFF) { led_switch(LEDOFF); /* 关闭LED灯 */ } return 0; } /* * description : 关闭/释放设备 * param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符) * return : 0 成功;其他 失败 */ static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp) { return 0; } /* 设备操作函数 */ static struct file_operations dtsled_fops { .owner THIS_MODULE, .open led_open, .read led_read, .write led_write, .release led_release, }; /* * description : 驱动出口函数 * param : 无 * return : 无 */ static int __init led_init(void) { u32 val 0; int ret; u32 regdata[14]; const char *str; struct property *proper; /* 获取设备树中的属性数据 */ /* 1、获取设备节点alphaled */ dtsled.nd of_find_node_by_path(/alphaled); if(dtsled.nd NULL) { printk(alphaled node nost find!\r\n); return -EINVAL; } else { printk(alphaled node find!\r\n); } /* 2、获取compatible属性内容 */ 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、获取status属性内容 */ 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、获取reg属性内容 */ 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、寄存器地址映射 */ 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时钟 */ val readl(IMX6U_CCM_CCGR1); val ~(3 26); /* 清楚以前的设置 */ val | (3 26); /* 设置新值 */ writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1); /* 3、设置GPIO1_IO03的复用功能将其复用为 * GPIO1_IO03最后设置IO属性。 */ writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03); /*寄存器SW_PAD_GPIO1_IO03设置IO属性 *bit 16:0 HYS关闭 *bit [15:14]: 00 默认下拉 *bit [13]: 0 kepper功能 *bit [12]: 1 pull/keeper使能 *bit [11]: 0 关闭开路输出 *bit [7:6]: 10 速度100Mhz *bit [5:3]: 110 R0/6驱动能力 *bit [0]: 0 低转换率 */ writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03); /* 4、设置GPIO1_IO03为输出功能 */ val readl(GPIO1_GDIR); val ~(1 3); /* 清除以前的设置 */ val | (1 3); /* 设置为输出 */ writel(val, GPIO1_GDIR); /* 5、默认关闭LED */ val readl(GPIO1_DR); val | (1 3); writel(val, GPIO1_DR); /* 注册字符设备驱动 */ /* 1、创建设备号 */ if (dtsled.major) { /* 定义了设备号 */ dtsled.devid MKDEV(dtsled.major, 0); register_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME); } else { /* 没有定义设备号 */ alloc_chrdev_region(dtsled.devid, 0, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME); /* 申请设备号 */ dtsled.major MAJOR(dtsled.devid); /* 获取分配号的主设备号 */ dtsled.minor MINOR(dtsled.devid); /* 获取分配号的次设备号 */ } 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、添加一个cdev */ cdev_add(dtsled.cdev, dtsled.devid, DTSLED_CNT); /* 4、创建类 */ dtsled.class class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME); if (IS_ERR(dtsled.class)) { return PTR_ERR(dtsled.class); } /* 5、创建设备 */ 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 : 驱动出口函数 * param : 无 * return : 无 */ 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); /* 注销字符设备驱动 */ cdev_del(dtsled.cdev);/* 删除cdev */ unregister_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT); /* 注销设备号 */ device_destroy(dtsled.class, dtsled.devid); class_destroy(dtsled.class); } module_init(led_init); module_exit(led_exit); MODULE_LICENSE(GPL); MODULE_AUTHOR(duan);dtsled.c文件中的内容其实和之前的led实验的内容基本一样只是dtsled.c中包含了处理设备树的代码我们重点来看一下这部分代码。在设备结构体dtsled_dev中添加了成员变量ndnd是device_node结构体类型指针表示设备节点。如果我们要读取设备树某个节点的属性值首先要先得到这个节点一般在设备结构体中添加 device_node指针变量来存放这个节点。通过of_find_node_by_path函数得到alphaled节点后续其他的OF函数要 使用 device_node。通过of_find_property函数获取alphaled节点的compatible属性返回值为 property 结构体类型指针变量property的成员变量value表示属性值。通过of_property_read_string函数获取alphaled节点的status属性值。通过of_property_read_u32_array函数获取alphaled节点的reg属性所有值 并且将获取到的值都存放到 regdata数组中。使用“古老”的ioremap函数完成内存映射将获取到的regdata数组中的寄存器物理地址转换为虚拟地址。使用of_iomap函数一次性完成读取reg属性以及内存映射of_iomap函数是设备树推荐使用的 OF函数。五、编写测试APP本次博客直接使用的测试APP和之前的led实验一样将之前实验的ledApp.c文件复制到本章实验工程下即可。#include stdio.h #include unistd.h #include sys/types.h #include sys/stat.h #include fcntl.h #include stdlib.h #include string.h /*************************************************************** Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved. 文件名 : ledApp.c 版本 : V1.0 描述 :led驱测试APP。 其他 : 无 使用方法 ./ledtest /dev/led 0 关闭LED ./ledtest /dev/led 1 打开LED ***************************************************************/ #define LEDOFF 0 #define LEDON 1 /* * description : main主程序 * param - argc : argv数组元素个数 * param - argv : 具体参数 * return : 0 成功;其他 失败 */ int main(int argc, char *argv[]) { int fd, retvalue; char *filename; unsigned char databuf[1]; if(argc ! 3){ printf(Error Usage!\r\n); return -1; } filename argv[1]; /* 打开led驱动 */ fd open(filename, O_RDWR); if(fd 0){ printf(file %s open failed!\r\n, argv[1]); return -1; } databuf[0] atoi(argv[2]); /* 要执行的操作打开或关闭 */ /* 向/dev/led文件写入数据 */ retvalue write(fd, databuf, sizeof(databuf)); if(retvalue 0){ printf(LED Control Failed!\r\n); close(fd); return -1; } retvalue close(fd); /* 关闭文件 */ if(retvalue 0){ printf(file %s close failed!\r\n, argv[1]); return -1; } return 0; }六、运行测试6.1、编译驱动程序和测试APP编写Makefile文件本次实验的Makefile文件和之前的led实验基本一样只是将obj-m变量的值改为 dtsled.oMakefile内容如下所示KERNELDIR : /home/duan/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.1_ga_alientek_v2.2 CURRENT_PATH : $(shell pwd) obj-m : dtsled.o build: kernel_modules kernel_modules: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M$(CURRENT_PATH) modules clean: $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M$(CURRENT_PATH) clean编译测试APP输入如下命令编译测试 ledApp.c 这个测试程序arm-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp6.2、运行测试将上一小节编译出来的dtsled.ko和ledApp这两个文件拷贝到rootfs/lib/modules/4.1.15目录中。sudo cp dtsled.ko /home/duan/linux/nfs/rootfs/lib/modules/4.1.15/ -fsudo cp ledApp /home/duan/linux/nfs/rootfs/lib/modules/4.1.15/ -f进入到目录lib/modules/4.1.15中输入如下命令加载dtsled.ko驱动模块depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令 modprobe dtsled.ko //加载驱动驱动加载成功以后会在终端中输出一些信息如下图所示从上图中可以看出alpahled这个节点找到了并且compatible属性值为“atkalpha-led”status属性值为“okay”。reg属性的值为“0X20C406C 0X4 0X20E0068 0X4 0X20E02F4 0X4 0X209C000 0X4 0X209C004 0X4”这些都和我们设置的设备树一致。驱动加载成功以后就可以使用ledApp软件来测试驱动是否工作正常输入如下命令打开 LED 灯./ledApp /dev/dtsled 1 //打开 LED 灯输入上述命令以后观察I.MX6U-ALPHA开发板上的红色LED灯是否点亮如果点亮的话说明驱动工作正常。在输入如下命令关闭 LED灯./ledApp /dev/dtsled 0//关闭 LED 灯输入上述命令以后观察I.MX6U-ALPHA开发板上的红色LED灯是否熄灭。如果要卸载驱动的话输入如下命令即可rmmod dtsled.ko总结本期博客就正式完成了第一个基于设备树的 Linux 驱动实验。