Linux驱动学习之设备树(设备树下的LED驱动实验)，

概念

Linux内核从3.x开始引入设备树的概念，用于实现驱动代码与设备信息相分离。相当于从驱动代码分离出来的配置文件，比如串口的波特率通过设备树配置，当需要改变波特率时，就不用修改驱动，直接修改配置文件则可。

设备树源文件扩展名为.dts(device tree source)，一般放置在内核的"arch/arm/boot/dts/"目录内。设备树源文件的通用部分用.dtsi文件描述，一般用于描述SOC的内部外设信息，如CPU架构，主频等。差异部分用.dts文件描述，一般用于描述设备上的其它设备，如IIC设备，SPI设备。

dts基本语法

设备节点：dts文件中描述一个设备信息的内容。比如IIC0。

根节点：设备树文件开头会有’/’就是根节点，每个设备树文件只有一个根节点，

每个节点都有一堆属性，有的可以用户自定义，有的为标准属性。

compatible：“兼容性”属性，用于将设备和驱动绑定起来，一般驱动程序都会有一个OF匹配，匹配相等，则可使用这个驱动。

module:属性也是字符串，描述模块信息，如名字什么的。

status：设备状态，可以是“okey”、“disable”，“fail”、“fail-sss”

reg：一般reg都是和地址相关的内容，起始地址和地址长度。

#address-cells：描述reg属性中的起始地址占用字长。

#size-cells：描述reg属性中的地址长度所占用的字长。

举例：

apb {

compatible = "simple-bus";

#address-cells = <1>; //父节点的起始地址字长1，即uart0的reg属性中，第一个字为起始地址。

#size-cells = <1>;//父节点的地址长度字长为1。

ranges;

uart0: serial@f0024000 {//节点标签：节点名@设备地址或者寄存器首地址

compatible = "atmel,at91sam9260-usart";//

reg = <0xf0024000 0x100>;//uart0寄存器的起始地址为0xf002c000，可以在SOC的datasheet中查看到。

interrupts = <16 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 5>;

pinctrl-names = "default";

pinctrl-0 = ;

clocks = ;

clock-names = "usart";

status = "disabled";//状态为disable

};

根节点中有两个特殊节点aliases(别名)和chosen。

设备树在系统中的体现

在根文件系统中/proc/device-tree目录下，包括根节点’/’的所有属性和子节点。

在设备树存放目录arch/arm/boot/dts/中搜索model内容，可以找到对应的.dts文件入口。可以看到model和compatible的属性值完全相同。

设备树和datasheet对应

以下以调试串口打印配置为例，学习如何查看设备树和datasheet如何对应的。

①通过原理图，可以知道调试串口连接的PB30和PB31.

②在datasheet中，引脚功能描述，可以看到PB30和PB31功能为调试打印DBGU。

③在datasheet的”Memory Mapping”中，可以看到DBGU的起始地址0Xffff ee00

④从上一章节知道设备树的入口文件为”sama5d34ek.dts”，在“sama5d34ek.dts”文件中#include了很多dtsi文件。

⑤进入相应的.dtsi文件，可以找到相关dbgu的设备节点。可以看到里面描述的内容与datasheet一致。

⑥在系统中，也可以找到dbgu的相关信息

基于设备树驱动LED

大致可以分为三个步骤：

①在.dts文件中创建相应的设备节点

②编写驱动，获取设备树中的属性值

③使用获取的属性值初始化LED所使用的GPIO。

一.根节‘/’下创建子节点

添加内容如下：

boyee_led{

#address-cells = <1>;

#size-cells = <1>;

compatible = "boyee-led";

status = "okay";

reg = <0Xfffff600 0x200>;//PIOC的基地址

};

二.编译.dts生成.dtb

在内核根目录下执行make dtbs，编译生成新的.dtb。或者执行make，也会对更改过的dtbs进行重新编译。然后使用新的.dtb启动linux内核。

三.驱动编写

提取设备节点的属性，linux内核中使用device_node结构体来描述一个节点，此结构体定义在文件include/linux/of.h中。

查找节点有关的OF函数(获取设备节点属性函数都以of_开头)有5个：

of_find_node_by_name:通过节点名字查找指定的节点。

of_find_nade_by_type:通过device_type属性查找指定的节点。

of_find_compatible_node:根据device_type和compatibe两个属性查找指定的节点。

of_find_matching_node_and_match：通过of_device_id查找指定节点。

of_find_node_by_path:通过路径来查找指定的节点。

#include /*包含file_operation结构体*/

#include /* 包含module_init module_exit */

#include /* 包含LICENSE的宏 */

#include /*包含miscdevice结构体*/

#include /*包含ioremap等操作函数*/

#include /*包含printk等操作函数*/

#include /*设备树操作相关的函数*/

/**************宏定义***************/

#define PIO_SODR(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0030))

#define PIO_CODR(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0034))

#define PIO_PER(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0000))

#define PIO_MDDR(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0054))

#define PIO_OER(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0010))

#define PIO_OWDR(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x00A4))

/*

#define PIO_PDSR(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x003C))

#define PIO_ODR(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0014))

#define PIO_PUER(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0064))

#define PIO_PUDR(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0060 ))

#define PIO_PPDER(*(volatile unsigned long *)(virt_addr +0x0094))

*/

#define LED21 << 29

#define LED11 << 26

#define LED_ON1

#define LED_OFF0

#define LED1_CTL5

#define LED2_CTL6

/**************内部变量***************/

unsigned long virt_addr;

/* 定义一个打开设备的,open函数 */

static int led_open(struct inode *inode,struct file *file)

{

return 0;

}

/* 定义一个打开设备的,ioctl函数 */

static long led_ioctl(struct file *file,unsigned int data,unsigned long arg)

{

switch(data)

{

case LED1_CTL:

if(arg == LED_ON){

PIO_SODR |= LED1;/*对芯片寄存器IO操作*/

}

else{

PIO_CODR |= LED1;

}

break;

case LED2_CTL:

if(arg == LED_ON){

PIO_SODR |= LED2;

}

else{

PIO_CODR |= LED2;

}

break;

default:

break;

}

return 0;

}

/*字符设备驱动程序就是为具体硬件的file_operations结构编写各个函数*/

static const struct file_operations led_ctl={

.owner = THIS_MODULE,

.unlocked_ioctl = led_ioctl,

.open = led_open,

};

/*杂项设备，主设备号为10的字符设备，相对普通字符设备，使用更简单*/

static struct miscdevice led_miscdev = {

.minor = 255,

.name = "led_ctl",

.fops = &led_ctl,

};

static int __init led_init(void)

{

int res;

struct device_node *led_nd;//设备节点

struct property *proper;

unsigned int regdata[2];

char str[30];

/*获取设备树中的属性数据*/

/*1.获取设备节点：boyee_led*/

led_nd = of_find_node_by_path("/boyee_led");

if(led_nd == NULL)

{

printk("boyee_led node not find\r\n");

}

else

{

printk("boyee_led node find\r\n");

}

/*2.获取compatible属性内容*/

proper = of_find_property(led_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*/

res = of_property_read_string(led_nd,"status",&str);

if(res < 0)

{

printk("status read failed\r\n");

}

else

{

printk("status =%s\r\n",str);

}

/*4.获取reg属性内容*/

res = of_property_read_u32_array(led_nd,"reg",regdata,2);

if(res <0 )

{

printk("reg property read failed\r\n");

}

else

{

printk("regdata[0]=%x\r\n",regdata[0]);

printk("regdata[1]=%x\r\n",regdata[1]);

}

/*注册杂项设备驱动*/

res = misc_register(&led_miscdev);

printk(KERN_ALERT"led_init %d\n",res);

/*通过物理地址，得到寄存器的虚拟地址*/

virt_addr =(volatile unsigned long )ioremap(regdata[0],regdata[1]);

/*对芯片寄存器操作，输出IO使能*/

PIO_PER |= LED1 | LED2;

PIO_MDDR |= LED1 | LED2;

PIO_OER |= LED1 | LED2;

PIO_OWDR |= LED1 | LED2;

PIO_CODR |= LED1 | LED2;

return res;

}

static void __exit led_exit(void)

{

/*释放杂项设备*/

misc_deregister(&led_miscdev);

/*取消虚拟地址映射*/

iounmap((unsigned long *)virt_addr);

printk(KERN_ALERT"led_exit\r\n");

}

/*驱动模块的加载和卸载入口*/

module_init(led_init);

module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("boyee");

MODULE_DESCRIPTION("control output led");

四.编译测试

编译驱动生成xx.ko，insmod驱动，编写测试APP、Makefile，运行测试APP，查看现象。

文章最后发布于: 2019-10-24 17:10:57

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