Linux驱动开发学习笔记4《设备树下的LED驱动实验》

一、设备树LED驱动原理

二、硬件原理图分析

三、实验程序编写

1.修改设备树文件

2.LED 灯驱动程序编写

3.编写测试APP

四、运行测试

1. 编译驱动程序和测试APP

（1）编译驱动程序

（2）编译测试APP

2.运行测试

一、设备树LED驱动原理

在上节中，我们直接在驱动文件newchrled.c 中定义有关寄存器物理地址，然后使用io_remap 函数进行内存映射，得到对应的虚拟地址，最后操作寄存器对应的虚拟地址完成对GPIO 的初始化。本章我们在上一节基础上完成，使用设备树来向Linux 内核传递相关的寄存器物理地址，Linux 驱动文件使用上一章讲解的OF函数从设备树中获取所需的属性值，然后使用获取到的属性值来初始化相关的IO。

二、硬件原理图分析

从上图可以看出，LED0 接到了GPIO_3 上，GPIO_3 就是GPIO1_IO03，当GPIO1_IO03输出低电平(0)的时候发光二极管LED0 就会导通点亮，当GPIO1_IO03 输出高电平(1)的时候发光二极管LED0 不会导通，因此LED0 也就不会点亮。所以LED0 的亮灭取决于GPIO1_IO03的输出电平，输出0 就亮，输出1 就灭。

三、实验程序编写

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 */>;};

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：

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/目录中查看是否有“alphaled”这个节点，结果如下图所示：

可以进入到alphaled 目录中，查看一下都有哪些属性文件，结果如图所示：

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>#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;               //cdevstruct 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
//LED打开/关闭
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);}
}
//打开设备
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{filp->private_data = &dtsled;//设置私有数据return 0;
}
//从设备读取数据
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{return 0;
}
//向设备写数据
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 error!\n");return -EFAULT;}ledstat = databuf[0]; // 获取状态值if(ledstat == LEDON){led_switch(LEDON);//打开LED}else if(ledstat == LEDOFF){led_switch(LEDOFF);//关闭LED}return 0;
}
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,
};//驱动入口函数
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：alphaleddtsled.nd = of_find_node_by_path("/alphaled");if (dtsled.nd == NULL){printk("alphaled node can not found!\r\n");return -EINVAL;}else{printk("alphaled node has been found!\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]);
#elseIMX6U_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); //清除以前的设置val |= (3 << 26); //设置新值writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);//3.设置GPIO_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writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);//4.设置GPIO1_IO03为输出功能val = readl(GPIO1_GDIR);val &= ~(1 << 3); //清楚以前的设置val |= (1 << 3); //设置为输出writel(val, GPIO1_GDIR);//5.默认关闭LEDval = 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); // 获取主设备号dtsled.minor = MINOR(dtsled.devid); // 获取次设备号}printk("dtsled major = %d, minor = %d\r\n", dtsled.major, dtsled.minor);//2.初始化cdevdtsled.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&dtsled.cdev, &dtsled_fops);//3.添加一个cdevcdev_add(&dtsled.cdev, dtsled.devid, DTSLED_CNT);//4.初始化classdtsled.class = class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME);if (IS_ERR(dtsled.class)){return PTR_ERR(dtsled.class); //返回错误码}//5.创建设备号dtsled.device = device_create(dtsled.class, NULL, dtsled.devid, NULL, DTSLED_NAME);if (IS_ERR(dtsled.device)){return PTR_ERR(dtsled.device); //返回错误码}return 0;
}
//驱动出口函数
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cdev_del(&dtsled.cdev); // 删除cdevunregister_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("ssz");

3.编写测试APP

同上一节

四、运行测试

1. 编译驱动程序和测试APP

（1）编译驱动程序

编写Makefile 文件，本章实验的Makefile 文件和第四十章实验基本一样，只是将obj-m 变量的值改为dtsled.o，Makefile 内容如下所示：

KERNELDIR := /home/ssz/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := dtsled.obuild : kernel_moduleskernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

输入如下命令编译出驱动模块文件：