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一、pwm硬件信息
pwm控制器（芯片手册提供）
由上图可知，pwm共有4个通道，每个通道对应一个32位的控制寄存器，且每个寄存器之间的地址偏移为16，如下图：（注意：第30:25位未被使用）
二、关键驱动源码分析
#define PWM_ENABLE BIT(31) // 0x80000000 , 31位为1，表示使能PWM输出
#define PWM_DUTY_WIDTH 8 // 8位，表示占空比的位宽
#define PWM_DUTY_SHIFT 16
#define PWM_SCALE_WIDTH 13 // 13位，表示频率分频的位宽
#define PWM_SCALE_SHIFT 0
struct tegra_pwm_chip { //定义设备类（面向对象）struct pwm_chip chip; //继承于 内核的pwm_chip 对象struct device *dev; //继承于统一设备模型的device基类struct clk *clk;struct reset_control *rst;unsigned long clk_rate;void __iomem *regs; // PWM寄存器基地址const struct tegra_pwm_soc *soc; //pwm设备的附加数据unsigned long max_clk_limit;int (*clk_enable)(struct clk *clk);void (*clk_disable)(struct clk *clk);};
//使用内核提供的container_of宏，可以由pwm_chip结构体指针获得tegra_pwm_chip结构体指针static inline struct tegra_pwm_chip *to_tegra_pwm_chip(struct pwm_chip *chip){return container_of(chip, struct tegra_pwm_chip, chip);}/*从 Tegra PWM 控制器的寄存器中读取一个 32 位的值。具体来说，*它根据传入的 PWM 通道编号(num)计算寄存器的地址，并从该地址读取一个 32 位的值*/static inline u32 pwm_readl(struct tegra_pwm_chip *chip, unsigned int num){return readl(chip->regs + (num << 4));}/*向 Tegra PWM 控制器的寄存器中写一个 32 位的值。具体来说，*它根据传入的 PWM 通道编号(num)计算寄存器的地址，并从该地址写一个 32 位的值*/static inline void pwm_writel(struct tegra_pwm_chip *chip, unsigned int num,unsigned long val){writel(val, chip->regs + (num << 4));}
/*这个函数里的形参保持和文件"pwm.h"里的`pwm_ops`结构体里的函数指针一致；*保持统一接口，方便上层调用；这里相当于将`pwm_ops`结构体里的函数实现了；*实现了 config 、enable 和 disable 三个函数;*对于tegra_pwm_config 函数，它的作用是配置 PWM 通道的占空比和频率，*具体来说，就是根据传入的占空比和周期，计算出相应的寄存器值，并写入 PWM 控制器的寄存器中；*细节不再追究。*/ static int tegra_pwm_config(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm,int duty_ns, int period_ns){struct tegra_pwm_chip *pc = to_tegra_pwm_chip(chip);unsigned long long c = duty_ns, hz;unsigned long rate;u32 val = 0;int err;...}
/*用于启用指定的PWM通道，先是启用与PWM通道相关的时钟；*再设置相应的寄存器位(第31位)，使能PWM输出。 */static int tegra_pwm_enable(struct pwm_chip *chip, struct pwm_device *pwm){struct tegra_pwm_chip *pc = to_tegra_pwm_chip(chip);int rc = 0;u32 val;rc = pc->clk_enable(pc->clk);if (rc < 0)return rc;/*这个函数在上面有定义，用于读取pc所指向的结构体中的reg成员；*pwm->hwpwm 为指定pwm通道；*返回值是 32位寄存器中的值；先读出来，再设置第31位为1，表示使能PWM输出，最后写回寄存器。*/val = pwm_readl(pc, pwm->hwpwm);val |= PWM_ENABLE;pwm_writel(pc, pwm->hwpwm, val);return 0;}
/*"填表"：*把上面的函数实现填入这个结构体中，*这个结构体是“pwm.h”文件中所定义的pwm控制器操作集“pwm_ops”，*通过这种方法，将回调函数与pwm控制器操作集关联起来。*/static const struct pwm_ops tegra_pwm_ops = {.config = tegra_pwm_config,.enable = tegra_pwm_enable,.disable = tegra_pwm_disable,.owner = THIS_MODULE,};
//初始化PWM控制器static int tegra_pwm_probe(struct platform_device *pdev){struct tegra_pwm_chip *pwm;struct resource *r;bool no_clk_sleeping_in_ops;struct clk *parent_clk;struct clk *parent_slow;u32 pval;int ret;/*申请内存空间，大小为tegra_pwm_chip结构体大小；*并将申请到的内存空间清零，然后将申请到的内存空间赋值给pwm指针；*第一个参数是一个指向设备的指针，这个指针是由设备模型提供的，*/pwm = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*pwm), GFP_KERNEL);if (!pwm)return -ENOMEM;/*从设备树中获取匹配的数据，即获取tegra_pwm_soc结构体的地址；*并将获取到的数据赋值给pwm->soc指针；*/pwm->soc = of_device_get_match_data(&pdev->dev);pwm->dev = &pdev->dev;/*从设备树获取PWM控制器的基地址，即PWM控制器的寄存器基地址；*并将获取到的基地址 通过ioremap映射成内核中能用的虚地址，*然后赋给pwm->regs指针；*/r = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);pwm->regs = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, r);if (IS_ERR(pwm->regs))return PTR_ERR(pwm->regs);/*把pwm对象，设置为平台驱动的私有数据，*方便remove时通过 platform_get_drvdata得到,从而避免了使用全局变量*/platform_set_drvdata(pdev, pwm);/*函数of_property_read_bool()返回值是bool类型，*第一个参数为设备树节点，第二个参数为属性名；*如果属性存在且值为true，则返回true，否则返回false；*/no_clk_sleeping_in_ops = of_property_read_bool(pdev->dev.of_node,"nvidia,no-clk-sleeping-in-ops");dev_info(&pdev->dev, "PWM clk can%s sleep in ops\n",no_clk_sleeping_in_ops ? "not" : "");/*从设备树中获取属性值，如果获取成功，则将属性值赋给pval；*否则，返回错误码；*/ret = of_property_read_u32(pdev->dev.of_node,"pwm-minimum-frequency-hz", &pval);if (!ret)pwm->max_clk_limit = pval * 256 * (1 << PWM_SCALE_WIDTH);elsepwm->max_clk_limit = pwm->soc->max_clk_limit;//读取设备树中的名为"pwm" 的时钟属性的值pwm->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, "pwm");if (IS_ERR(pwm->clk))return PTR_ERR(pwm->clk);...//从设备树中获取名为"pwm"的复位控制器属性的值pwm->rst = devm_reset_control_get(&pdev->dev, "pwm");if (IS_ERR(pwm->rst)) {ret = PTR_ERR(pwm->rst);dev_err(&pdev->dev, "Reset control is not found: %d\n", ret);return ret;}reset_control_deassert(pwm->rst);/*继续补充初始化PWM控制器的基本信息(使用设备树中的信息，*和上面的初始化信息一起构成了PWM控制器的完整信息)*/pwm->chip.dev = &pdev->dev;pwm->chip.ops = &tegra_pwm_ops;pwm->chip.base = -1;pwm->chip.npwm = pwm->soc->num_channels;/*注册PWM控制器*调用顺序：-> pwmchip_add_with_polarity -> pwmchip_sysfs_export -> device_create*/ret = pwmchip_add(&pwm->chip);if (ret < 0) {dev_err(&pdev->dev, "pwmchip_add() failed: %d\n", ret);reset_control_assert(pwm->rst);return ret;}return 0;}
/*释放PWM控制器的资源，包括时钟、复位控制器、PWM控制器的基地址等；*/static int tegra_pwm_remove(struct platform_device *pdev){struct tegra_pwm_chip *pc = platform_get_drvdata(pdev);unsigned int i;int err;if (WARN_ON(!pc))return -ENODEV;err = pc->clk_enable(pc->clk);if (err < 0)return err;for (i = 0; i < pc->chip.npwm; i++) {struct pwm_device *pwm = &pc->chip.pwms[i];if (!pwm_is_enabled(pwm))if (pc->clk_enable(pc->clk) < 0)continue;pwm_writel(pc, i, 0);pc->clk_disable(pc->clk);}reset_control_assert(pc->rst);clk_disable_unprepare(pc->clk);return pwmchip_remove(&pc->chip);}
static const struct tegra_pwm_soc tegra20_pwm_soc = {.num_channels = 4, //通道数4 （指只有 pwm0 pwm1 pwm2 pwm3).max_clk_limit = 48000000UL, /* 48 MHz 最大的时钟频率*/};
//用于匹配设备树static const struct of_device_id tegra_pwm_of_match[] = {{ .compatible = "nvidia,tegra20-pwm", .data = &tegra20_pwm_soc },{ .compatible = "nvidia,tegra186-pwm", .data = &tegra186_pwm_soc },{ .compatible = "nvidia,tegra194-pwm", .data = &tegra194_pwm_soc },{ }};MODULE_DEVICE_TABLE(of, tegra_pwm_of_match);static const struct dev_pm_ops tegra_pwm_pm_ops = {SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(tegra_pwm_suspend, tegra_pwm_resume)};static struct platform_driver tegra_pwm_driver = {.driver = {.name = "tegra-pwm",.of_match_table = tegra_pwm_of_match,.pm = &tegra_pwm_pm_ops,},.probe = tegra_pwm_probe,.remove = tegra_pwm_remove,};module_platform_driver(tegra_pwm_driver);
三、总结
本文结合芯片手册中提供的pwm控制器的硬件信息，分析了pwm控制器的驱动程序。源码主要包括以下几部分：1）定义pwm控制器寄存器相关信息；2）实现pwm_ops中的三个函数，分别为config,enable和disable；3) 初始化pwm控制器，完成结构体空间申请，解析设备树相关信息并赋给结构体中的部分成员，最后调用pwmchip_add(&pwm->chip)，完成设备注册。4)最后按照平台驱动框架，使用前面的模块加载函数、卸载函数以及用于匹配设备树的结构体数组 这三个部分实例化平台驱动结构体tegra_pwm_driver，接着module_platform_driver(tegra_pwm_driver); 完成整个平台驱动。下一步将分析与此驱动对应的设备树。