RK3568笔记三十六：LED驱动开发（设备树）

news2025/1/12 21:41:30

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记录使用设备树编写一个简单的 LED 灯驱动程序

一、编程思路

程序编写的主要内容为添加 LED 灯的设备树节点、在驱动程序中使用 of 函数获取设备节点中的 属性，编写测试应用程序。

• 首先向设备树添加 LED 设备节点。

• 其次编写平台设备驱动框架，主要包驱动入口函数、驱动注销函数、平台设备结构体定义 三部分内容。

• 实现.probe 函数，对 LED 进行设备注册和初始化。

• 实现字符设备操作函数集，这里主要实现.write 操作。

• 编写测试应用程序，对于输入不同的值控制 LED 亮灭

二、编写设备树

RK3568支持设备树，设备树相关知识执行了解。

设备树目录在arch/arm64/boot/dts/rockchip下。

修改 rk3568-atk-evb1-ddr4-v10.dtsi文件，在根目录 /下建立一个节点：

led_test {
		compatible="yifeng,led_test";
		status="okay";
		reg = <0x0 0xFDC20010 0x0 0x08 /* PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L */ 
			0x0 0xFDC20090 0x0 0x08    /* PMU_GRF_GPIO0C_DS_0 */ 
			0x0 0xFDD60004 0x0 0x08    /* GPIO0_SWPORT_DR_H */ 
			0x0 0xFDD6000C 0x0 0x08 >; /* GPIO0_SWPORT_DDR_H */

	};

reg里的值参考LED驱动开发，比如“0x0 0xFDC20010 0x0 0x08”表示 RK3568 的 PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L 寄存器，其中寄存器地址为 0xFDC20010，长度为 8 个字节。

修改如下：

设备树修改完成以后在 SDK 顶层目录输入如下命令重新编译一下内核：

# 指定 SDK 的板级配置文件
./build.sh lunch
# 编译内核
./build.sh kernel
编译完成以后得到 boot.img, boot.img 就是编译出来的内核+设备树打包在一起的文件

只需要重新烧写boot.img。

烧写完成以后启动开发板。Linux 启动成功以后进入到/proc/device-tree/目录中查看是否有
“led_test”这个节点.

三、编写驱动

led_test.c

#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		  	/* 设备号个数 */
#define DTSLED_NAME			"led_test"	/* 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 *PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI;
static void __iomem *PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI;
static void __iomem *GPIO0_SWPORT_DR_H_PI;
static void __iomem *GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI;

/* 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LED，LEDOFF(1) 关闭LED
 * @return 			: 无
 */
void led_switch(u8 sta)
{
	u32 val = 0;
	if(sta == LEDON) {
		val = readl(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
		val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/
		val |= ((0X1 << 16) | (0X1 << 0));	/* bit16 置1，允许写bit0，
	 					   				   bit0，高电平*/
		writel(val, GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
	}else if(sta == LEDOFF) { 
		val = readl(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
		val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/
		val |= ((0X1 << 16) | (0X0 << 0));	/* bit16 置1，允许写bit0，
	 					   				   bit0，低电平	*/
		writel(val, GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
	} 
}

/*
 * @description		: 取消映射
 * @return 			: 无
 */
void led_unmap(void)
{
	/* 取消映射 */
	iounmap(PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI);
	iounmap(PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI);
	iounmap(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
	iounmap(GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI);
}

/*
 * @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[16];
	const char *str;
	struct property *proper;

	/* 获取设备树中的属性数据 */
	/* 1、获取设备节点：led_test */
	dtsled.nd = of_find_node_by_path("/led_test");
	if(dtsled.nd == NULL) {
		printk("led_test node not find!\r\n");
		goto fail_find_node;
	} else {
		printk("led_test 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, 16);
	if(ret < 0) {
		printk("reg property read failed!\r\n");
	} else {
		u8 i = 0;
		printk("reg data:\r\n");
		for(i = 0; i < 16; i++)
			printk("%#X ", regdata[i]);
		printk("\r\n");
	}

	/* 初始化LED */
	/* 1、寄存器地址映射 */
	PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI = of_iomap(dtsled.nd, 0);
  	PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI = of_iomap(dtsled.nd, 1);
	GPIO0_SWPORT_DR_H_PI = of_iomap(dtsled.nd, 2);
	GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI = of_iomap(dtsled.nd, 3);

	/* 2、设置GPIO0_C0为GPIO功能。*/
	val = readl(PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI);
	val &= ~(0X7 << 0);	/* bit2:0，清零 */
	val |= ((0X7 << 16) | (0X0 << 0));	/* bit18:16 置1，允许写bit2:0，
	 					   				   bit2:0：0，用作GPIO0_C0	*/
	writel(val, PMU_GRF_GPIO0C_IOMUX_L_PI);

	/* 3、设置GPIO0_C0驱动能力为level5 */
	val = readl(PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI);
	val &= ~(0X3F << 0);	/* bit5:0清零*/
	val |= ((0X3F << 16) | (0X3F << 0));	/* bit21:16 置1，允许写bit5:0，
	 					   				   bit5:0：0，用作GPIO0_C0	*/
	writel(val, PMU_GRF_GPIO0C_DS_0_PI);

	/* 4、设置GPIO0_C0为输出 */
	val = readl(GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI);
	val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/
	val |= ((0X1 << 16) | (0X1 << 0));	/* bit16 置1，允许写bit0，
	 					   				   bit0，高电平	*/
	writel(val, GPIO0_SWPORT_DDR_H_PI);

	/* 5、设置GPIO0_C0为低电平，关闭LED灯。*/
	val = readl(GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);
	val &= ~(0X1 << 0); /* bit0 清零*/
	val |= ((0X1 << 16) | (0X0 << 0));	/* bit16 置1，允许写bit0，
	 					   				   bit0，低电平	*/
	writel(val, GPIO0_SWPORT_DR_H_PI);

		/* 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);
		ret = register_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME);
		if(ret < 0) {
			pr_err("cannot register %s char driver [ret=%d]\n",DTSLED_NAME, DTSLED_CNT);
			goto fail_devid;
		}
	} else {						/* 没有定义设备号 */
		ret = alloc_chrdev_region(&dtsled.devid, 0, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME);	/* 申请设备号 */
		if(ret < 0) {
			pr_err("%s Couldn't alloc_chrdev_region, ret=%d\r\n", DTSLED_NAME, ret);
			goto fail_devid;
		}
		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 */
	ret = cdev_add(&dtsled.cdev, dtsled.devid, DTSLED_CNT);
	if(ret < 0)
		goto del_unregister;

	/* 4、创建类 */
	dtsled.class = class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME);
	if (IS_ERR(dtsled.class)) {
		goto del_cdev;
	}

	/* 5、创建设备 */
	dtsled.device = device_create(dtsled.class, NULL, dtsled.devid, NULL, DTSLED_NAME);
	if (IS_ERR(dtsled.device)) {
		goto destroy_class;
	}

	return 0;

destroy_class:
	class_destroy(dtsled.class);
del_cdev:
	cdev_del(&dtsled.cdev);
del_unregister:
	unregister_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT);
fail_devid:
	led_unmap();
fail_find_node:
	return -EIO;
}

/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static void __exit led_exit(void)
{
	/* 取消映射 */
	led_unmap();

	/* 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("ALIENTEK");
MODULE_INFO(intree, "Y");

makefile

KERNELDIR := /home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel
ARCH=arm64
CROSS_COMPILE=/opt/atk-dlrk356x-toolchain/usr/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-

export  ARCH  CROSS_COMPILE

CURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := led_test.o

build: kernel_modules

kernel_modules:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

四、编写应用

test_app.c

#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[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;
}

编译

/opt/atk-dlrk356x-toolchain/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-gcc ledApp.c -o ledApp

五、测试

1、关闭 LED 的心跳灯

echo none > /sys/class/leds/work/trigger

2、加载和卸载驱动模块

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe dtsled //加载驱动

或
insmod led_test.ko

卸载
rmmod led_test

3、测试

./ledApp /dev/led_test 1 //打开 LED 灯
./ledApp /dev/led_test 0 // 关闭 LED 灯

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