一、什么是设备树
设备树，将这个词分开就是设备和树，描述设备树的文件叫DTS(Device Tree Source)，这个DTS文件采用树形结构描述板级设备，也就是开发板上的设备信息，比如CPU数量、内存基地址、IIC接口上接了哪些设备、SPI接口上接了哪些设备等等，如图所示
DTS文件的主要功能就是按照上图所示结构来描述板子上的设备信息。一个SOC可以做出很多不同的板子，这些不同的板子肯定有共同的信息，将这些共同的信息提取出来作为一个通用的文件，其他的.dts文件直接引用这个通用文件即可，这个通用文件就是.dtsi文件，类似于C语言中的头文件。一般.dts描述板级信息(也就是开发板上有哪些IIC设备、SPI设备等)，.dtsi描述SOC级信息(也就是SOC有几个CPU、主频多少、各个外设控制器等)
二、DTS、DTB和DTC
DTS是设备树源码文件，DTB是将DTS编译以后得到的二进制文件。将.c文件编译为.o需要用到gcc编译器，那么将.dts编译为.dtb需要DTC工具！如果要编译DTS文件的话只需要到Linux源码根目录下，然后执行如下命令：
make all
或者
make dtbs
make all命令是编译Linux源码中的所有东西，包括zImage，.ko驱动模块以及设备树，如果只是编译设备树的话建议使用make dtbs命令
三、DTS语法
1、设备节点
板子上的每个设备都是一个节点，叫做设备节点，每个节点都通过一些属性来描述节点信息
2、标准属性
compatible属性也叫兼容性属性，一般驱动程序文件都会有一个OF匹配表，此OF匹配表保存着一些compatible值，如果设备节点的compatible属性值和OF匹配表中的任何一个值相等，那么就表示设备可以使用这个驱动
model属性
一般model属性描述设备模块信息，比如名字
model="wm8960-audio";
status属性
四、设备树下的LED驱动实验
1、修改设备树文件
在根节点下创建一个名为led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
1 alphaled {
2 #address-cells = <1>;
3 #size-cells = <1>;
4 compatible = "alpha-led";
5 status = "okay";
6 reg = < 0X020C406C 0X04 /* CCM_CCGR1_BASE */
7 0X020E0068 0X04 /* SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE */
8 0X020E02F4 0X04 /* SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE */
9 0X0209C000 0X04 /* GPIO1_DR_BASE */
10 0X0209C004 0X04 >; /* GPIO1_GDIR_BASE */
11 };设备树修改完成以后重新编译
make dtbs
编译完成以后得到imx6ull-alientek-emmc.dtb，使用新的imx6ull-alientek-emmc.dtb启动Linux内核。Linux启动成功以后进入到/proc/device-tree/目录下查看是否有led这个节点
2、LED灯驱动程序编写
#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>
/***************************************************************
Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
文件名 : dtsled.c
作者 : 左忠凯
版本 : V1.0
描述 : LED驱动文件。
其他 : 无
论坛 : www.openedv.com
日志 : 初版V1.0 2019/7/9 左忠凯创建
***************************************************************/
#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 */
/* 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;
/* 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(GPIO1_DR);
val &= ~(1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}else if(sta == LEDOFF) {
val = readl(GPIO1_DR);
val|= (1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}
}
/*
* @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[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;
}
/*
* @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);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("mxh");3、运行测试
修改Makefile
KERNELDIR := /home/mxh/linux/IMX6ULL/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga
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
make -j4
编译成功以后就会生成一个名为“dtsled.ko”的驱动模块文件
arm-linux-gnueabihf-gcc ledAPP.c -o ledAPP
将dtsled.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 dtsled.ko 驱动模块：
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
驱动加载成功以后会在终端中输出一些信息
驱动加载成功以后就可以使用 ledApp 软件来测试驱动是否工作正常，输入如下命令打开
LED 灯：
./ledAPP /dev/dtsled 1 //打开 LED 灯
./ledAPP /dev/dtsled 0 //关闭 LED 灯
rmmod dtsled.ko //卸载
![[牛客]链表中倒数第k个结点](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/bb5da8d7a292cbb40f06c868f7d0c530.jpeg)
