前言

我們可以從LED程序中榨取很多知識：基本的驅動框架、驅動的簡單分層、驅動的分層+分離思想、總線設備驅動模型、設備樹等。這大多都是結合韋老師的教程學的。

這篇筆記結合第6個demo（基于設備樹）來學習、分析：

框圖

下面是LED程序的幾個層次結構圖：

注意：層與層之間的箭頭指向是相對的，從哪指向哪看你怎么理解。比如有兩個函數(shù)：函數(shù)A和函數(shù)B，我們可以說函數(shù)A調用函數(shù)B，也可以說函數(shù)B被函數(shù)A調用。

本篇筆記基于第⑤個圖來分析。

體驗設備樹

我們先來體驗一下使用設備樹描述引腳信息的方式來點燈。

以百問網(wǎng)開發(fā)板為例，修改內(nèi)核目錄Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts下的100ask_imx6ull-14x14.dts（百問科技開發(fā)板出廠帶的設備樹文件）設備樹文件。

把出廠帶的設備樹文件的led相關節(jié)點給屏蔽掉，然后添加如下節(jié)點信息至根節(jié)點：

#define GROUP_PIN(g,p) ((g<<16) | (p))
100ask_led@0 {
    compatible = "100as,leddrv";
    pin = <GROUP_PIN(5, 3)>;
};

修改后的設備樹文件內(nèi)容如：

在內(nèi)核根目錄下使用如下命令編譯設備樹源文件：

make dtbs V=1

然后把設備樹文件與可加載的led驅動模塊、led應用程序上傳到板子里：

上傳成功的文件如下：

運行測試：

實驗過程分析

這個實驗的led驅動同樣依賴的是總線設備驅動模型。

我們在【Linux筆記】總線設備驅動模型中也有提到描述設備有兩種方法：一種是直接用platform_device結構體來指定，另一種是用設備樹來指定。

在本次的實驗中我們就是用設備樹來描述設備。

之前我們用platform_device結構體來指定設備信息時，platform_driver是直接從platform_device結構體里拿資源的，如：

現(xiàn)在我們用設備樹來指定設備信息時，platform_driver是如何獲取相關資源的呢？大致過程如下：

這里我們還需要注意的一點是：并不是所有的設備樹節(jié)點都可以轉換為platform_device。下面看看幾條規(guī)則：

• 根節(jié)點下含有 compatile 屬性的子節(jié)點 能轉換為platform_device；
• 含有特定 compatile 屬性（它的值是 "simple-bus","simplemfd","isa","arm,amba-bus" 四者之一）的節(jié)點的子節(jié)點 能轉換為platform_device；
• I2C、 SPI 總線節(jié)點下的子節(jié)點 不不不能轉換為platform_device ，這些總線下的子節(jié)點， 應該交給對應的總線驅動程序來處理。

下面看一個例子：

接下來，我們簡單來看一下platform_device與platform_driver匹配的函數(shù)：

這里有幾種匹配方式，其它幾種匹配方式在之前的筆記【Linux筆記】總線設備驅動模型中也有簡單地分析過。

這里，我們來看第二種匹配方式（使用設備樹時的匹配方式）。下面看看具體如何匹配：

其中過程①優(yōu)先匹配，其次是過程②，最后是過程③。

但是，實際上現(xiàn)在主要使用的是過程①的匹配，即匹配compatible屬性。

過程②與過程③已經(jīng)過時了，Linux內(nèi)核不推薦使用這兩種匹配方法。

這一點我們在上一篇的筆記【Linux筆記】設備樹基礎知識中也有簡單提到。

在本次實驗中，我們的匹配示意圖如下：

實驗代碼

代碼大多與之前的【Linux筆記】LED驅動（總線設備驅動模型）中的代碼一樣，這里也來簡單看一下。

1、應用程序ledtest.c：

int main(int argc, char **argv)
{
 int fd;
 char status;
 
 /* 1. 判斷參數(shù) */
 if (argc != 3) 
 {
  printf("Usage: %s <dev> <on | off>\n", argv[0]);
  return -1;
 }

 /* 2. 打開文件 */
 fd = open(argv[1], O_RDWR);
 if (fd == -1)
 {
  printf("can not open file %s\n", argv[1]);
  return -1;
 }

 /* 3. 寫文件 */
 if (0 == strcmp(argv[2], "on"))
 {
  status = 1;
  write(fd, &status, 1);
 }
 else
 {
  status = 0;
  write(fd, &status, 1);
 }
 
 close(fd);
 
 return 0;
}

運行測試命令：

./ledtest /dev/100ask_led0 on
./ledtest /dev/100ask_led0 off

int main(int argc, char **argv)形式的main函數(shù)相關筆記：main()函數(shù)有哪幾種形式？。

2、驅動層leddrv.c

這一層主要是放一些通用的驅動操作函數(shù)，核心代碼如：

驅動程序入口函數(shù)：

open、write函數(shù)：

其它代碼：

其中l(wèi)ed的操作結構體如下：

3、硬件層：chip_demo_gpio.c

這一層主要是一些寄存器相關的操作，及platform_driver相關。與上一個實驗代碼不同的部分就是這個文件。

（1）驅動初始化函數(shù)：

（2）probe函數(shù)：

當設備樹的compatible屬性與platform_driver中的設備匹配表中的compatible成員互相匹配時會執(zhí)行此函數(shù)獲取設備信息。

這里的pin屬性與compatible屬性（標準屬性）類別不同，pin屬性是個自定義屬性。

我們可以使用of_property_read_u32函數(shù)來獲取這些自定義屬性的內(nèi)容。

與設備樹相關的讀取函數(shù)我們在上一篇筆記【Linux筆記】設備樹基礎知識中也有詳細介紹。

這些函數(shù)大多在文件 include/linux/of.h 中可以找到：

（3）led寄存器操作相關的代碼：

/* 寄存器物理地址 */
#define CCM_CCGR1_BASE    (0X020C406C) 
#define SW_MUX_GPIO5_IO03_BASE  (0X02290014)
#define GPIO5_DR_BASE    (0X020AC000)
#define GPIO5_GDIR_BASE    (0X020AC004)

/* 映射后的寄存器虛擬地址指針 */
static void __iomem *CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO5_IO03;
static void __iomem *GPIO5_DR;
static void __iomem *GPIO5_GDIR;

/* 初始化LED, which-哪個LED */    
static int board_demo_led_init (int which)    
{   
 int group, pin;
 unsigned int val;

 group = GROUP(g_ledpins[which]);
 pin = PIN(g_ledpins[which]);
 printk("init gpio: group %d, pin %d\n", group, pin);

 /* 100ask_IMX6uLL_Board LED：GPIO5_3 */
 if ((5 == group) && (3 == pin))
 {
  /* 相關寄存器物理地址與虛擬地址之間的映射 */
  /* 1、地址映射：時鐘寄存器 */
  CCM_CCGR1 = ioremap(CCM_CCGR1_BASE, 4);  
  /* 2、地址映射：模式寄存器 */ 
  SW_MUX_GPIO5_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO5_IO03_BASE, 4); 
  /* 3、地址映射：數(shù)據(jù)寄存器 */
  GPIO5_DR = ioremap(GPIO5_DR_BASE, 4); 
  /* 地址映射：方向寄存器 */
  GPIO5_GDIR = ioremap(GPIO5_GDIR_BASE, 4);

  /* 使能GPIO5時鐘 */
  val = readl(CCM_CCGR1); /* 讀出當前CCM_CCGR1配置值 */
  val &= ~(3 << 30);  /* 清除以前的設置 */
  val |= (3 << 30);  /* 設置新值 */
  writel(val, CCM_CCGR1);

  /* 設置GPIO5_IO03的為IO模式 */
  writel(5, SW_MUX_GPIO5_IO03);
  
  /* 設置GPIO5_IO03方向為輸出 */
  val = readl(GPIO5_GDIR); 
  val &= ~(1 << 3);   
  val |= (1 << 3);   
  writel(val, GPIO5_GDIR);
 }
 else
 {
  printk("This is not 100ask_IMX6ULL_Board!\n");
 }
 
 return 0;
}

/* 控制LED, which-哪個LED, status:1-亮,0-滅 */
static int board_demo_led_ctl (int which, char status) 
{
 int group, pin;
 unsigned int val;

 group = GROUP(g_ledpins[which]);
 pin = PIN(g_ledpins[which]);
 printk("init gpio: group %d, pin %d\n", group, pin);

 /* 100ask_IMX6uLL_Board LED：GPIO5_3 */
 if ((5 == group) && (3 == pin))
 {
  /* 點燈 */
  if (1 == status)
  {
   printk("<<<<<<<<led on>>>>>>>>>>\n");
   val = readl(GPIO5_DR);
   val &= ~(1 << 3); 
   writel(val, GPIO5_DR);
  }
  /* 滅燈 */
  else if (0 == status)
  {
   printk("<<<<<<<<led off>>>>>>>>>>\n");
   val = readl(GPIO5_DR);
   val|= (1 << 3); 
   writel(val, GPIO5_DR);
  }
  else{}
 }
 else
 {
  printk("This is not 100ask_IMX6ULL_Board!\n");
 }
 
 return 0;
}

4、Makefile文件

運行測試

這在文章開頭的體驗設備樹一節(jié)中也有演示測試結果：

（話說我好像還沒給板子露過面，這下來點個燈露個面）

同時，在目錄/sys/firmware/devicetree/base下，我們可以查看設備樹節(jié)點：

可以看到，我們創(chuàng)建的設備樹節(jié)點100ask_led@0也在該目錄下。100ask_led@0節(jié)點本身就是一個文件夾，可以使用cd命令進入該文件夾查看該節(jié)點的屬性信息：

屬性值是字符串時，用 cat 命令可以打印出來；屬性值是數(shù)值時，用 hexdump 命令可以打印出來。

最后

以上就是本次的實驗分享。如有錯誤，歡迎指出！謝謝

本篇筆記會同步至我的個人博客：https://www.lizhengnian.cn/中，歡迎來訪。

原創(chuàng)不易，期待您的在看、分享~

參考/學習資料：

《嵌入式Linux應用開發(fā)完全手冊第2版_韋東山》Linux-4.9.88