[Linux][驱动][设备树] IMX6ULL修改设备树+模拟3Wire 9Bits I型实现ST7701S RGB屏幕初始化

踏雪Vernon

已于 2024-11-27 11:13:29 修改

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分类专栏： Linux 文章标签： linux 嵌入式硬件

于 2024-08-11 14:31:13 首次发布

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0.效果图

0.0 为什么用软件模拟？

因为IMX6ULL不支持9Bits的传输方式，之前用spidev配置之后才发现的。可以参考我上篇文章

0.1 项目链接

Gitee: https://gitee.com/taxue-vernon/vernon_9bits_spi_driver

0.2 效果图

MOSI与SCK

DSTSS3

DSTSS4

SCK与CS

DSTSS5

1. 配置设备树

1.1 确定引脚

我使用的是韦东山IMX6ULL MINI板，所以只能从拓展引脚里找。经过一番查找。我选择了GPIO4 25(SCK) 26(CS) 27(MOSI->SDA)。这几个引脚正好和ECSPI1的引脚是重复的，这里只是把它定义为了普通的GPIO

1.2 配置引脚

配置设备树使用i.MX Pins配置，不用自己再翻寄存器手册了

把生成的画图的这一段，复制到内核的设备树中，记得改个自己喜欢的名字，要放在iomuxc下面的imx6ul-evk节点下面

1.3 自定义引脚

自己编写一个引脚定义，放在根目录节点下，要注意compatib属性很重要，一会儿写驱动程序的时候要用到

1.4 编译设备树

回到内核目录，编译设备树，之后拷贝到板子上，留着备用

2. 编写驱动

以下代码参考韦东山的代码

2.1 编写结构体

首先编写compatible结构体和platform_drivers结构体

static const struct of_device_id vernon_spi_driver_device[] = {
    { .compatible = "vernon,spi_9bits" },
    { },
};

/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver vernon_spi_driver = {
    .probe      = vernon_spi_probe,
    .remove     = vernon_spi_remove,
    .driver     = {
        .name   = "vernon_spi",
        .of_match_table = vernon_spi_driver_device,
    },
};

2.2 编写出入口函数

/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init vernon_spi_init(void)
{
    int err;
    
	printk("[vernon spi]%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	
    err = platform_driver_register(&vernon_spi_driver); 
	
	return err;
}

/* 3. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函�? *     卸载platform_driver
 */
static void __exit vernon_spi_exit(void)
{
	printk("[vernon spi]%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

    platform_driver_unregister(&vernon_spi_driver);
}


/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */

module_init(vernon_spi_init);
module_exit(vernon_spi_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

2.3 编写probe函数

probe函数由设备树匹配成功后自动调用

/* 4. 从platform_device获得GPIO
 *    把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序
 */
static int vernon_spi_probe(struct platform_device *pdev)
{
	//int err;
	
	printk("[vernon spi]%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

	/* 4.1 设备树中定义�? xx-gpios=<...>;	*/
    gpio_pin_sda = gpiod_get(&pdev -> dev, "sda", 0);
	gpio_pin_scl = gpiod_get(&pdev -> dev, "scl", 0);
	gpio_pin_cs  = gpiod_get(&pdev -> dev, "cs", 0);
	if (IS_ERR(gpio_pin_sda)) {
		dev_err(&pdev -> dev, "Failed to get SDA GPIO name\n");
		return PTR_ERR(gpio_pin_sda);
	}else if (IS_ERR(gpio_pin_scl)) {
		dev_err(&pdev -> dev, "Failed to get SCL GPIO name\n");
		return PTR_ERR(gpio_pin_scl);/* 4.2 注册file_operations 	*/
	}else if (IS_ERR(gpio_pin_cs)) {
		dev_err(&pdev -> dev, "Failed to get CS GPIO name\n");
		return PTR_ERR(gpio_pin_cs);
	}
    
	/* 4.2 注册file_operations 	*/
	major = register_chrdev(0, "vernon_spi", &vernon_spi_drv);  /* /dev/spi0 */

	vernon_spi_class = class_create(THIS_MODULE, "verno/* 4.2 注册file_operations 	*/n_spi_class");
	if (IS_ERR(vernon_spi_class)) {
		printk("[vernon spi]%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "vernon_spi");
		gpiod_put(gpio_pin_sda);
		gpiod_put(gpio_pin_scl);
		gpiod_put(gpio_pin_cs);
		return PTR_ERR(vernon_spi_class);
	}

	device_create(vernon_spi_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "vernon_spi%d", 0); /* /dev/vernon_spi0 */
	/* 4. 从platform_device获得GPIO
 	 *    把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序
 	 */
    return 0;
    
}

当然了，有载入函数有移除函数

static int vernon_spi_remove(struct platform_device *pdev)
{
	device_destroy(vernon_spi_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(vernon_spi_class);
	unregister_chrdev(major, "vernon_spi");
	gpiod_put(gpio_pin_sda);
	gpiod_put(gpio_pin_scl);
	gpiod_put(gpio_pin_cs);
    
    return 0;
}

2.4 定义file_operations结构体

/* 定义自己的file_operations结构 */
static struct file_operations vernon_spi_drv = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.open    = vernon_spi_open,
	.read    = vernon_spi_read,
	.write   = vernon_spi_write,
	.release = vernon_spi_close,
};

2.5 实现对应函数

/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构                 */
static ssize_t vernon_spi_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	printk("[vernon spi:]%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* write(fd, &val, 1); */
static ssize_t vernon_spi_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	u_int16_t store_buf;
	int i;
	//struct inode *inode = file_inode(file);
	//int minor = iminor(inode);
	// printk("[vernon spi]%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_from_user(&store_buf, buf, size);
	// printk("[vernon spi]store_buf: %x , size %u\n", store_buf, size);

	/* 根据次设备号和status控制gpio */
	// start to trans
	gpiod_set_value(gpio_pin_cs, 1); //low level valid, so set the 1 to make level low(be set in the device tree)

	for(i = 0; i < send_bits; i++)
	{
		gpiod_set_value(gpio_pin_scl, 0);
		gpiod_set_value(gpio_pin_sda, (store_buf & (0x0100 >> i))); //big endian
		gpiod_set_value(gpio_pin_scl, 1);
	}

	//end transmission
	gpiod_set_value(gpio_pin_scl, 0);
	gpiod_set_value(gpio_pin_cs, 0);

	return 1;
}

static int vernon_spi_open (struct inode *node, struct file *file)
{
	//int minor = iminor(node);
	
	printk("[vernon spi]%s %s lRDWRine %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	/* 根据次设备号初始化gpio */
	gpiod_direction_output(gpio_pin_sda, 0);
	gpiod_direction_output(gpio_pin_scl, 0);
	gpiod_direction_output(gpio_pin_cs, 0);

	gpiod_set_value(gpio_pin_cs, 0); // release cs line
	
	return 0;
}

static int vernon_spi_close (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("[vernon spi]%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

2.6 编写测试程序

这里就简单写一个测试程序

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/*
 * ./ledtest /dev/vernon_spi0 Hex
 */
int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	u_int16_t rel;
	int res;
	
	/* 1. 判断参数 */
	if (argc != 3) 
	{
		printf("Usage: %s <dev> <value>\n", argv[0]);
		return -1;
	}

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

	/* 3. 写文件 */
	if (argv[2] != NULL)
	{
		sscanf(argv[2], "%x", &rel);
		res = write(fd, &rel, sizeof(rel));
		if(res < 0)
		{
			printf("write error!");
		}
		printf("write content: %x\n", rel);
	}
	else
	{
		printf("invalied str");
	}
	
	close(fd);
	
	return 0;
}

2.7 编写makefile

这里直接改改韦东山的makefile

# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH,          比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH,          比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin 
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
#       请参考各开发板的高级用户使用手册

KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull_mini-sdk/Linux-4.9.88 # 板子所用内核源码的目录

all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
	$(CROSS_COMPILE)gcc -o vernon_spi_test vernon_spi_test.c 

clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order
	rm -f vernon_spi_test

# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y := a.o b.o
# obj-m += ab.o



obj-m += vernon_spi_driv.o