韦东山嵌入式Liunx入门驱动开发三

news2024/10/6 6:50:54

文章目录

      • 一、GPIO和Pinctrl子系统的使用
        • 1-1 Pinctrl子系统
        • 1-2 GPIO子系统
        • 1-3 基于GPIO子系统的LED驱动程序

本人学习完韦老师的视频，因此来复习巩固，写以笔记记之。
韦老师的课比较难，第一遍不知道在说什么，但是坚持看完一遍，再来复习，基本上就水到渠成了。
看完视频复习的同学观看最佳！
基于 IMX6ULL-PRO
参考视频 Linux快速入门到精通视频
参考资料：01_嵌入式Linux应用开发完全手册V5.1_IMX6ULL_Pro开发板.pdf

一、GPIO和Pinctrl子系统的使用

1-1 Pinctrl子系统

在这里插入图片描述
Pinctrl子系统把引脚的复用、配置抽出来，给GPIO、I2C等外设模块使用。
这会涉及2 个对象： pin controller、client device 。
pin controller可以用它来复用引脚、配置引脚。
client device声明自己要使用哪些引脚的哪些功能，怎么配置它们
在这里插入图片描述
注意，pin controller和GPIO Controller不是一回事，前者控制的引脚可用于GPIO功能、I2C功能；后者只是把引脚配置为输入、输出等功能。 即先用pin controller把引脚配置为GPIO，再用GPIO Controler把引脚配置为输入或输出。

1-2 GPIO子系统

要操作GPIO引脚，先把所用引脚配置为GPIO功能，这通过Pinctrl子系统来实现。
有了GPIO子系统后，可以在设备树里指定GPIO引脚；在驱动代码中使用GPIO子系统的标准函数获得GPIO、设置GPIO方向、读取、设置GPIO值。

在设备树中指定了GPIO引脚，在驱动代码中使用GPIO子系统的接口函数。要操作一个引脚，首先要get引脚，然后设置方向，读值、写值。
在这里插入图片描述

查看单板上的GPIO控制器，基址为128，对应GPIO5

cd /sys/class/gpio/

在这里插入图片描述
label内容来自设备树，比如它的寄存器基地址。用来跟设备树dtsi文件比较，就可以知道这对应哪一个GPIO Controller。

vi imx6ull.dtsi

在这里插入图片描述

1-3 基于GPIO子系统的LED驱动程序

使用Pinctrl管理引脚的复用、配置(上下拉电阻)
client device：compatible属性与驱动相关联，编写设备引脚状态，并定义到pin controller节点中
使用GPIO设置引脚的方向、读值、写值，也是在client device编写.dtsi文件
pinctrl设备树编写：①使用工具②文档③参考dts④搜索

GPIO和Pinctrl子系统的设备树会被转换为platform_device，通过compatible与platform_driver进行匹配
(1) 定义、注册一个 platform_driver
(2) 在 platform_driver结构体中的probe函数中
① 根据platform_device的设备树信息确定 GPIO：gpiod_get
② 定义、注册一个 file_operations结构体
③ 在 file_operarions中使用 GPIO子系统的函数操作GPIO

gpiod_direction_output(led_gpio, 0); /*配置为输出引脚 输出0*/
gpiod_set_value(led_gpio, status); /* 根据次设备号和status控制LED */

设备树编写
1、利用工具编写出pin ctrl
myled_for_gpiod_subsys: myled_for_gpiod_subsys { fsl,pins = <MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER3__GPIO5_IO03 0x000110A0 >; };
2、根目录中创建设备节点
myled{ compatible = “100ask,leddrv”; pinctrl-names = “default”; pinctrl-0 = <&myled_for_gpio_subsys>; led-gpios = <&gpio5 3 GPIO_ACTIVE_LOW>; };

设备树硬件配置，需要编写Pinctrl和GPIO子系统
pin contorller 子系统
在这里插入图片描述
client device和gpio子系统
在这里插入图片描述
leddrv.c：驱动程序的统一，只需要这一个

/* 1. 确定主设备号      */
static int major = 0;
static struct class *led_class;
static struct gpio_desc *led_gpio;

/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构                */
static ssize_t led_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* write(fd, &val, 1); */
static ssize_t led_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	char status;
	//struct inode *inode = file_inode(file);
	//int minor = iminor(inode);
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_from_user(&status, buf, 1);

	/* 根据次设备号和status控制LED */
	gpiod_set_value(led_gpio, status);
	return 1;
}

static int led_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
	//int minor = iminor(node);
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	/* 根据次设备号初始化LED */
	gpiod_direction_output(led_gpio, 0); /*配置为输出引脚 输出0*/
	return 0;
}

static int led_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* 定义自己的file_operations结构        */
static struct file_operations led_drv = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.open    = led_drv_open,
	.read    = led_drv_read,
	.write   = led_drv_write,
	.release = led_drv_close,
};

/* 4. 从platform_device获得GPIO
 *    把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序
 */
static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{
	//int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	/* 4.1 设备树中定义了一个属性 led-gpios=<...>;	*/
    led_gpio = gpiod_get(&pdev->dev, "led", 0);
	if (IS_ERR(led_gpio)) {
		dev_err(&pdev->dev, "Failed to get GPIO for led\n");
		return PTR_ERR(led_gpio);
	}
    
	/* 4.2 注册file_operations 	*/
	major = register_chrdev(0, "100ask_led", &led_drv);  /* /dev/led */
	led_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_led_class");
	if (IS_ERR(led_class)) {
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "led");
		gpiod_put(led_gpio);
		return PTR_ERR(led_class);
	}

	device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "100ask_led%d", 0); /* /dev/100ask_led0 */
        
    return 0;
}

static int chip_demo_gpio_remove(struct platform_device *pdev)
{
	device_destroy(led_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(led_class);
	unregister_chrdev(major, "100ask_led");
	gpiod_put(led_gpio);
    
    return 0;
}

static const struct of_device_id ask100_leds[] = {
    { .compatible = "100ask,leddrv" },
    { },
};

/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver = {
    .probe      = chip_demo_gpio_probe,
    .remove     = chip_demo_gpio_remove,
    .driver     = {
        .name   = "100ask_led",
        .of_match_table = ask100_leds,
    },
};

/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init led_init(void)
{
    int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
    err = platform_driver_register(&chip_demo_gpio_driver);  /*注册platform_driver结构体*/
	
	return err;
}

/* 3. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数   卸载platform_driver*/
static void __exit led_exit(void)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
    platform_driver_unregister(&chip_demo_gpio_driver);
}

/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                */
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

实验结果，LED灯亮
在这里插入图片描述

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