正点原子imx6ull-mini-Linux设备树下的LED驱动实验（4）

news2025/1/17 13:54:08

1：修改设备树文件

在根节点“/”下创建一个名为“alphaled”的子节点，打开 imx6ull-alientek-emmc.dts 文件， 在根节点“/”最后面输入如下所示内容

alphaled {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    compatible = "atkalpha-led";
    status = "okay";
    reg = < 0X020C406C 0X04 /* CCM_CCGR1_BASE */
    0X020E0068 0X04 /* SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE */
    0X020E02F4 0X04 /* SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE */
    0X0209C000 0X04 /* GPIO1_DR_BASE */
    0X0209C004 0X04 >; /* GPIO1_GDIR_BASE */
};

属性#address-cells 和#size-cells 都为 1，表示 reg 属性中起始地址占用一个字长 (cell)，地址长度也占用一个字长(cell)。

属性 compatbile 设置 alphaled 节点兼容性为“atkalpha-led”

属性 status 设置状态为“okay”。

reg 属性，非常重要！reg 属性设置了驱动里面所要使用的寄存器物理地址，比 如“0X020C406C 0X04”表示 I.MX6ULL 的 CCM_CCGR1 寄存器，其中寄存器首地 址为 0X020C406C，长度为 4 个字节。

设备树修改完成以后输入如下命令重新编译一下 imx6ull-alientek-emmc.dts

1.1：错误Error: arch/arm/boot/dts/imx6ull_alientek_emmc.dts:766.1-9 syntax error

你一定也没看清给加到末尾了吧，原子哥让你加到/的末尾！修改后

make dtbs

将重新编译的dtb文件拷贝进tftpboot目录内 

cp -r arch/arm/boot/dts/imx6ull_alientek_emmc.dtb ~/linux/tftpboot/ -f

启动Linux内核。

cd /proc/device-tree;ls

 

进入alpha目录下查看文件

cd alphaled;ls

2：led驱动编写，这里根上节基本一致，也是在入口和出口函数内进行改动

 2.1：头文件添加

与上节相比多加了两个头文件：of.h/of_address.h

#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>

 跟上节比起来多了device.h/cdev.h

2.2：设备号、设备名及宏定义

宏 NEWCHRLED_CNT 表示设备数量，在申请设备号或者向 Linux 内核添加字 符设备的时候需要设置设备数量，一般我们一个驱动一个设备，所以这个宏为 1。

宏 NEWCHRLED_NAME 表示设备名字，本实验的设备名为“dtsled”，为了 方便管理，所有使用到设备名字的地方统一使用此宏，当驱动加载成功以后就生成 /dev/dtsled 这个设备文件。

dtsled.c 中 包含了处理设备树的代码

#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 */

2.3：寄存器物理地址 这里我们就不需要加入物理地址了，因为在设备树源码内添加过了

下面这个不需要添加！！！

/* 寄存器物理地址 */
#define CCM_CCGR1_BASE				(0X020C406C)	
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE		(0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE		(0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE				(0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE				(0X0209C004)

2.4：映射后的虚拟内存地址指针

/* 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;

2.5：新字符设备结构体

创建设备结构体 dtsled_dev。

定义一个设备结构体变量 dtsled，此变量表示 led 设备。

在设备结构体 dtsled_dev 中添加了成员变量 nd，nd 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

/* 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 */

2.6：开关灯函数

/*
 * @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(GPIO1_DR);
		val &= ~(1 << 3);	
		writel(val, GPIO1_DR);
	}else if(sta == LEDOFF) {
		val = readl(GPIO1_DR);
		val|= (1 << 3);	
		writel(val, GPIO1_DR);
	}	
}

2.7：设备操作四件套

2.7.1：打开设备函数

在 led_open 函数中设置文件的私有数据 private_data 指向 newchrdev。

/*
 * @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;
}

2.7.2：读取设备函数

/*
 * @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;
}

2.7.3：写入设备函数

/*
 * @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;
}

2.7.4：关闭设备函数

/*
 * @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;
}

四件套与上节基本一致，可能就是在打开设备上有区别，因为设备的属性都被设置成私有的了。

2.8：设备操作函数，结构体变量成员赋值

/* 设备操作函数 */
static struct file_operations newchrled_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = led_open,
	.read = led_read,
	.write = led_write,
	.release = 	led_release,
};

2.9：新的注册注销两件套：驱动入口函数及出口函数

2.9.1：入口函数

根据前面讲解的方法在驱动入口函数 led_init 中申请设备号、添加字符设 备、创建类和设备。本实验我们采用动态申请设备号的方法，使用 printk 在终端上显 示出申请到的主设备号和次设备号。

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。将获取到的 reg 属性值依次输出到终端 上

通过采用of_iomap代替上一节的ioremap函数完成内存映射。

/*
 * @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;
}

9.2：驱动出口函数（没改变,但是要改设备结构体变量名）

根据前面讲解的方法，在驱动出口函数 led_exit 中注销字符新设备、删除 类和设备。就是对应把结构体里的成员全部清除

/*
 * @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);
}

 2.9.3：模块入口出口调用

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

2.10：许可证及作者

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

 3：编写测试APP

3.1：头文件添加

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

3.2:宏定义部分

#define LEDOFF 	0
#define LEDON 	1

3.3:  main函数编写

/*
 * @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;
}

4：Make file文件编写

KERNELDIR := /home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
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

5:编译测试 APP

 输入如下命令编译测试 dtsledApp.c 这个测试程序：

arm-linux-gnueabihf-gcc dtsledApp.c -o dtsledApp

编译成功以后就会生成 dtsledApp 这个应用程序。

将编译出来的 dtsled.ko和 dtsledApp 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，输入如下命令拷贝dtsled.ko 驱动模块：

要加sudo

cd ~/linux/drivers/linux_drivers/dtsled/
sudo cp dtsled.ko dtsledApp ~/linux/nfs/rootfs/lib/modules/4.1.15/ -f

 为了方便我们不用每一次都用gcc编译代码和复制，我们在本目录下加入一个shell脚本一起执行这些操作CompileTest.sh

#!/bin/bash
rm dtsledApp
arm-linux-gnueabihf-gcc dtsledApp.c -o dtsledApp
sudo cp dtsled.ko dtsledApp~/linux/nfs/rootfs/lib/modules/4.1.15/ -f
chmod 777 CompileTest.sh

 给其可执行权限，然后我们去nfs挂载的文件系统里看看，没有问题，每次跟Makefile一样都改个名字就行

每次都要改这个sh的内容。能不能根Make file一样就改一个名字就行呢。只改fun的名字就行

#!/bin/bash
#把dts编译的dtb文件拷贝到 tftpboot目录下
cp -r ~/linux/alientek_linux/linux/arch/arm/boot/dts/imx6ull_alientek_emmc.dtb ~/linux/tftpboot/ -f

fun="dtsled"

funko="${fun}.ko"
funoApp="${fun}App"
funcApp="${fun}App.c"

if [ -f "./$funoApp" ]; then
    echo "文件存在，正在删除..."
    rm "./$funoApp"
    echo "文件已删除"
else
    echo "文件不存在，不执行删除操作。"
fi

arm-linux-gnueabihf-gcc $funcApp -o $funoApp
sudo cp $funko $funoApp ~/linux/nfs/rootfs/lib/modules/4.1.15/ -f
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

使用 cat /proc/devices查看挂载驱动或者使用 ls /dev/newchrled -l 查看该设备节点是否存在 

 

 

这里我们没有再手动挂载设备节点

驱动节点创建成功以后就可以使用 newchrledApp 软件来测试驱动是否工作正常,最后卸载驱动

./dtsledApp /dev/dtsled 1 //打开 LED 灯
./dtsledApp /dev/dtsled 0 //关闭 LED 灯
rmmod dtsled.ko

 第一次modprobe安装驱动都要depmod一下

 卸载驱动后，再次查看

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1.什么是kali linux&#xff1f; Kali Linux是一款基于Debian的Linux发行版&#xff0c;主要用于网络安全测试和渗透测试。它由全球顶尖的安全专家和黑客社区维护开发&#xff0c;提供了丰富的工具和资源&#xff0c;用于测试安全性、漏洞利用和渗透测试。此外&#xff0c;Kal…
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MySQL 性能调优

MySQL 性能调优

文章目录 一. MySQL调优金字塔1. 架构调优2. MySQL调优3. 硬件和OS调优4. 小结 二. 查询性能调优三. 慢查询1. 概念2. 优化数据访问3. 请求了不需要数据&#xff0c;怎么做4. 是否在扫描额外的记录5. 慢查询相关配置 & 日志位置6. 小结 四. 查询优化器五. 实现调优手段 一.…
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24、Python之面向对象：责任与自由，私有属性真的有必要吗

24、Python之面向对象：责任与自由，私有属性真的有必要吗

引言 前面我们进一步介绍了类定义中属性的使用&#xff0c;今天我们对中关于属性私有化的话题稍微展开聊一下&#xff0c;顺便稍微理解一下Python设计的相关理念。 访问级别 在其他编程语言中&#xff0c;比如Java&#xff0c;关于类中的属性和方法通过关键字定义明确的访问级…
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1、仓颉工程基础操作 cjpm

1、仓颉工程基础操作 cjpm

文章目录 1. 仓颉工程创建方式2. cjpm2.1 init 初始化工程2.2 run 运行工程 1. 仓颉工程创建方式 使用 cangjie studio 通过cangjie studio 创建 使用vscode插件 通过 VSCode 命令面板创建仓颉工程通过可视化界面创建仓颉工程 cjpm 注&#xff1a;具体使用参考官方文档&#…
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探索分布式光伏运维系统的组成 需要几步呢？

探索分布式光伏运维系统的组成 需要几步呢？

前言 随着光伏发电的不断发展&#xff0c;对于光伏发电监控系统的需求也日益迫切&#xff0c;“互联网”时代&#xff0c;“互联网”的理念已经转化为科技生产的动力&#xff0c;促进了产业的升级发展&#xff0c;本文结合“互联网”技术提出了一种针对分散光伏发电站运行数据…
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浅谈Devops

浅谈Devops

1.什么是Devops DevopsDev&#xff08;Development&#xff09;Ops&#xff08;Operation&#xff09; DevOps&#xff08;Development和Operations的混合词&#xff09;是一种重视“软件开发人员&#xff08;Dev&#xff09;”和“IT运维技术人员&#xff08;Ops&#xff09;”…
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asp.net mvc 三层架构开发商城系统需要前台页面代完善

asp.net mvc 三层架构开发商城系统需要前台页面代完善

一般会后端开发&#xff0c;都不太想写前台界面&#xff0c;这套系统做完本来想开源&#xff0c;需要前台界面&#xff0c;后台已开发&#xff0c;有需求的朋友&#xff0c;可以开发个前端界面完善一下&#xff0c;有的话可以私聊发给我啊
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The Llama 3 Herd of Models 第6部分推理部分全文

The Llama 3 Herd of Models 第6部分推理部分全文

第1,2,3部分 介绍，概览和预训练 第4部分 后训练 第5部分 结果 6 Inference 推理 我们研究了两种主要技术来提高Llama 3405b模型的推理效率:(1)管道并行化和(2)FP8量化。我们已经公开发布了FP8量化的实现。 6.1 Pipeline Parallelism 管道并行 当使用BF16数字表示模型参数时…
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