imx6ull-驱动开发篇35——设备树下的 platform 驱动实验

目录

设备树下的 platform 驱动

在设备树中创建设备节点

platform 驱动兼容属性

编写 platform 驱动

实验程序编写

修改设备树文件

添加 pinctrl 节点

添加 LED 设备节点

检查 PIN 是否被其他外设使用

驱动程序

leddriver.c

ledApp.c

Makefile 文件

运行测试

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本讲内容，我们来学习一下如何在设备树下编写 platform 驱动。

设备树下的 platform 驱动

platform 驱动框架分为总线、设备和驱动，在没有设备树的 Linux 内核下，我们需要分别编写并注册 platform_device 和 platform_driver，分别代表设备和驱动。

在使用设备树的时候，设备的描述被放到了设备树中，因此我们只需要实现 platform_driver 。

在编写基于设备树的 platform 驱动的时候，我们需要注意一下几点：

在设备树中创建设备节点

platform 总线需要通过设备节点的 compatible 属性值来匹配驱动，所以在设备树中创建设备节点来描述设备信息，需要设置好 compatible属性的值。

示例代码如下：

gpioled {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;compatible = "atkalpha-gpioled";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;status = "okay";
};

其中，compatible 属性值为“atkalpha-gpioled”，要和 platform驱动的 of_match_table 属性表匹配。

platform 驱动兼容属性

在使用设备树的时候 ，platform 驱动会通过 of_match_table 来保存兼容性值，也就是表明此驱动兼容哪些设备。

示例代码如下：

static const struct of_device_id leds_of_match[] = {{ .compatible = "atkalpha-gpioled" }, /* 兼容属性 */{ /* Sentinel */ }
};MODULE_DEVICE_TABLE(of, leds_of_match);static struct platform_driver leds_platform_driver = {.driver = {.name = "imx6ul-led",.of_match_table = leds_of_match,},.probe = leds_probe,.remove = leds_remove,
};

of_device_id 表，驱动的兼容表，是一个数组，每个数组元素为 of_device_id类型。每个数组元素都是一个兼容属性，表示兼容的设备，一个驱动可以跟多个设备匹配。

compatible 值为“atkalpha-gpioled”，驱动中的 compatible 属性和设备中的 compatible 属性相匹配，因此驱动中对应的 probe 函数就会执行。

.compatible = "atkalpha-gpioled"

通过 MODULE_DEVICE_TABLE ，声明一下 leds_of_match 这个设备匹配表。

MODULE_DEVICE_TABLE(of, leds_of_match);

设置 platform_driver 中的 of_match_table 匹配表，为上面创建的 leds_of_match

    .driver = {.name = "imx6ul-led",.of_match_table = leds_of_match,},

编写 platform 驱动

基于设备树的 platform 驱动，和无设备树的 platform 驱动基本一样，都是当驱动和设备匹配成功以后就会执行 probe 函数。

实验程序编写

修改设备树文件

正点原子I.MX6U-ALPHA 开发板上的 LED 灯使用了 GPIO1_IO03 这个 PIN。

添加 pinctrl 节点

打开 imx6ull-alientek-emmc.dts，在 iomuxc 节点的 imx6ul-evk 子节点下创建一个名为“pinctrl_led”的子节点。

“pinctrl_led”节点内容如下所示：

pinctrl_led: ledgrp {fsl,pins = <MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03 0x10B0 /* LED0 */>;
};

添加 LED 设备节点

在根节点“/”下创建 LED 灯节点，节点名为“gpioled”，

“gpioled”节点内容如下：

gpioled {#address-cells = <1>;                // 子节点地址用1个u32表示#size-cells = <1>;                   // 子节点大小用1个u32表示compatible = "atkalpha-gpioled";     // 驱动匹配名称pinctrl-names = "default";           // 引脚控制状态名称pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;          // 默认状态使用的引脚配置组led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>; // GPIO控制引脚定义status = "okay";                     // 设备状态（启用）
};

检查 PIN 是否被其他外设使用

检查 PIN 有没有被其他外设使用包括两个方面：

• 检查 pinctrl 设置。
• 如果这个 PIN 配置为 GPIO 的话，检查这个 GPIO 是否被其它外设使用。

驱动程序

leddriver.c

leddriver.c ，驱动文件，代码如下：

#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_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>#define LEDDEV_CNT		1				/* 设备号长度 	*/
#define LEDDEV_NAME		"dtsplatled"	/* 设备名字 	*/
#define LEDOFF 			0
#define LEDON 			1/* leddev设备结构体 */
struct leddev_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	*/	struct device_node *node;	/* LED设备节点 */int led0;					/* LED灯GPIO标号 */
};struct leddev_dev leddev; 		/* led设备 *//** @description		: LED打开/关闭* @param - sta 	: LEDON(0) 打开LED，LEDOFF(1) 关闭LED* @return 			: 无*/
void led0_switch(u8 sta)
{if (sta == LEDON )gpio_set_value(leddev.led0, 0);else if (sta == LEDOFF)gpio_set_value(leddev.led0, 1);	
}/** @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 = &leddev; /* 设置私有数据  */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[2];unsigned char ledstat;retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);if(retvalue < 0) {printk("kernel write failed!\r\n");return -EFAULT;}ledstat = databuf[0];if (ledstat == LEDON) {led0_switch(LEDON);} else if (ledstat == LEDOFF) {led0_switch(LEDOFF);}return 0;
}/* 设备操作函数 */
static struct file_operations led_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = led_open,.write = led_write,
};/** @description		: flatform驱动的probe函数，当驱动与* 					  设备匹配以后此函数就会执行* @param - dev 	: platform设备* @return 			: 0，成功;其他负值,失败*/
static int led_probe(struct platform_device *dev)
{	printk("led driver and device was matched!\r\n");/* 1、设置设备号 */if (leddev.major) {leddev.devid = MKDEV(leddev.major, 0);register_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);} else {alloc_chrdev_region(&leddev.devid, 0, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);leddev.major = MAJOR(leddev.devid);}/* 2、注册设备      */cdev_init(&leddev.cdev, &led_fops);cdev_add(&leddev.cdev, leddev.devid, LEDDEV_CNT);/* 3、创建类      */leddev.class = class_create(THIS_MODULE, LEDDEV_NAME);if (IS_ERR(leddev.class)) {return PTR_ERR(leddev.class);}/* 4、创建设备 */leddev.device = device_create(leddev.class, NULL, leddev.devid, NULL, LEDDEV_NAME);if (IS_ERR(leddev.device)) {return PTR_ERR(leddev.device);}/* 5、初始化IO */	leddev.node = of_find_node_by_path("/gpioled");if (leddev.node == NULL){printk("gpioled node nost find!\r\n");return -EINVAL;} leddev.led0 = of_get_named_gpio(leddev.node, "led-gpio", 0);if (leddev.led0 < 0) {printk("can't get led-gpio\r\n");return -EINVAL;}gpio_request(leddev.led0, "led0");gpio_direction_output(leddev.led0, 1); /* led0 IO设置为输出，默认高电平	*/return 0;
}/** @description		: platform驱动的remove函数，移除platform驱动的时候此函数会执行* @param - dev 	: platform设备* @return 			: 0，成功;其他负值,失败*/
static int led_remove(struct platform_device *dev)
{gpio_set_value(leddev.led0, 1); 	/* 卸载驱动的时候关闭LED */gpio_free(leddev.led0);				/* 释放IO 			*/cdev_del(&leddev.cdev);				/*  删除cdev */unregister_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT); /* 注销设备号 */device_destroy(leddev.class, leddev.devid);class_destroy(leddev.class);return 0;
}/* 匹配列表 */
static const struct of_device_id led_of_match[] = {{ .compatible = "atkalpha-gpioled" },{ /* Sentinel */ }
};/* platform驱动结构体 */
static struct platform_driver led_driver = {.driver		= {.name	= "imx6ul-led",			/* 驱动名字，用于和设备匹配 */.of_match_table	= led_of_match, /* 设备树匹配表 		 */},.probe		= led_probe,.remove		= led_remove,
};/** @description	: 驱动模块加载函数* @param 		: 无* @return 		: 无*/
static int __init leddriver_init(void)
{return platform_driver_register(&led_driver);
}/** @description	: 驱动模块卸载函数* @param 		: 无* @return 		: 无*/
static void __exit leddriver_exit(void)
{platform_driver_unregister(&led_driver);
}module_init(leddriver_init);
module_exit(leddriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

关键代码分析如下：

platform 驱动的 probe 函数，当设备树中的设备节点与驱动之间匹配成功以后此函数就会执行。

static int led_probe(struct platform_device *dev)

led_remove 函数，当卸载 platform 驱动的时候此函数就会执行。在此函数里面释放内存、注销字符设备等.

static int led_remove(struct platform_device *dev)
{gpio_set_value(leddev.led0, 1); 	/* 卸载驱动的时候关闭LED */gpio_free(leddev.led0);				/* 释放IO 			*/cdev_del(&leddev.cdev);				/*  删除cdev */unregister_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT); /* 注销设备号 */device_destroy(leddev.class, leddev.devid);class_destroy(leddev.class);return 0;
}

led_of_match[] 匹配表，描述了此驱动都和什么样的设备匹配，添加了一条值为"atkalpha-gpioled"的 compatible 属性值，当设备树中某个设备节点的 compatible 属性值也为“atkalpha-gpioled”的时候,就会与此驱动匹配。

static const struct of_device_id led_of_match[] = {{ .compatible = "atkalpha-gpioled" },{ /* Sentinel */ }
};

platform_driver 驱动结构体， 设置这个 platform 驱动的名字为“imx6ulled”，当驱动加载成功以后就会在/sys/bus/platform/drivers/目录下存在一个名为“imx6uled”的文件。 

static struct platform_driver led_driver = {.driver		= {.name	= "imx6ul-led",			/* 驱动名字，用于和设备匹配 */.of_match_table	= led_of_match, /* 设备树匹配表 		 */},.probe		= led_probe,.remove		= led_remove,
};

leddriver_init函数，驱动模块加载函数，通过 platform_driver_register 向 Linux 内核注册 led_driver 驱动。

leddriver_exit函数，驱动模块卸载函数，通过 platform_driver_unregister 从 Linux内核卸载 led_driver 驱动。

static int __init leddriver_init(void)
{return platform_driver_register(&led_driver);
}static void __exit leddriver_exit(void)
{platform_driver_unregister(&led_driver);
}

ledApp.c

测试文件ledApp.c，打开和关闭 LED 灯。

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"#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[2];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 */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;
}

Makefile 文件

makefile文件只需要修改 obj-m 变量的值，改为leddriver.o。

内容如下：

KERNELDIR := /home/huax/linux/linux_test/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_gaCURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m :=  leddriver.obuild: kernel_modules
kernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

运行测试

编译代码：

make -j32  //编译出驱动模块文件

arm-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp  //编译测试 ledApp.c 这个测试程序

编译成功以后，就会生成一个名为“leddriver.o”的驱动模块文件，和ledApp 这个应用程序。

将编译出来 leddriver.ko和 ledApp 这两个文件拷贝到 rootfs/lib/modules/4.1.15目录中，重启开发板。

进入到目录 lib/modules/4.1.15 中，输入如下命令加载 leddriver.ko 这个驱动模块：

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe leddriver.ko //加载驱动模块

查看/sys/bus/platform/devices/目录，看看我们的设备是否存在:

在/sys/bus/platform/devices/目录，查看是否存在 led 的设备文件

驱动和模块都存在，当驱动和设备匹配成功以后，就会如图：

测试 LED 灯驱动：

./ledApp /dev/dtsplatled 1 //打开 LED 灯

./ledApp /dev/dtsplatled 0 //关闭 LED 灯

观察一下 LED 灯能否打开和关闭，如果可以的话就说明驱动工作正常。

卸载驱动，输入如下命令：

rmmod leddriver.ko