Linux驱动.之新内核字符设备驱动框,设备树(二)

第一篇比较长,第二篇,继续写,设备树下驱动框架

一、字符设备驱动框架
在这里插入图片描述
在用户空间中调用open,打开一个字符设备,执行流程如下:最终会执行chrdev中的ops对应的open函数。
在这里插入图片描述

二、设备树下驱动框架

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_irq.h>

#if 0
	backlight {
		compatible = "pwm-backlight";
		pwms = <&pwm1 0 5000000>;
		brightness-levels = <0 4 8 16 32 64 128 255>;
		default-brightness-level = <6>;
		status = "okay";
	};
#endif

/*
 * 模块入口
 */
static int __init dtsof_init(void)
{
    int ret = 0;
    struct device_node *bl_nd = NULL; /* 节点 */
    struct property     *comppro = NULL;
    const char *str;
    u32 def_value = 0;
    u32 elemsize = 0;
    u32 *brival;
    u8 i = 0;

    /*1、找到backlight节点,路径是:/backlight */
    bl_nd = of_find_node_by_path("/backlight");
	if (bl_nd == NULL) {    /* 失败 */
		ret = -EINVAL;
		goto fail_findnd;
	}

    /* 2、获取属性 */
    comppro = of_find_property(bl_nd, "compatible", NULL);
	if (comppro == NULL) {    /* 失败 */
		ret = -EINVAL;
		goto fail_finpro;
	} else {                /* 成功 */
        printk("compatible=%s\r\n", (char*)comppro->value);
    }

    ret = of_property_read_string(bl_nd, "status", &str);
    if(ret < 0) {
        goto fail_rs;
    } else {
        printk("status=%s\r\n", str);
    }

    /*3、 获取数字属性值 */
    ret = of_property_read_u32(bl_nd, "default-brightness-level", &def_value);
    if(ret < 0) {
        goto fail_read32;
    } else {
        printk("default-brightness-level=%d\r\n", def_value);
    };

    /* 4、获取数组类型的属性 */
    elemsize = of_property_count_elems_of_size(bl_nd, "brightness-levels", sizeof(u32));
    if(elemsize < 0) {
        ret = -EINVAL;
        goto fail_readele;
    } else {
        printk("brightness-levels elems size = %d\r\n", elemsize);
    };

    /* 申请内存 */
    brival = kmalloc(elemsize * sizeof(u32), GFP_KERNEL);
    if (!brival) {
        ret = -EINVAL;
	    goto faile_mem;
    }
	
    /* 获取数组 */
    ret = of_property_read_u32_array(bl_nd, "brightness-levels", brival, elemsize);
    if(ret < 0) {
        goto fail_read32array;
    } else {
        for(i = 0; i < elemsize; i++) {
            printk("brightness-levels[%d] = %d\r\n", i, *(brival + i));
        }
    }
    kfree(brival);

    return 0;

fail_read32array:
    kfree(brival);  /* 释放内存 */
faile_mem:
fail_readele:
fail_read32:
fail_rs:
fail_finpro:
fail_findnd:
    return ret;
}

/*
 *模块出口
 */
static void __exit dtsof_exit(void)
{

}

/* 注册模块入口和出口 */
module_init(dtsof_init);
module_exit(dtsof_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

在前面字符设备框架中,用的老内核,不带设备树的led驱动例子,将这个代码进行
改进,添加dts设备树

1、驱动

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_irq.h>

#define DTSLED_CNT      1           /* 设备号个数 */
#define DTSLED_NAME     "dtsled"    /* 名字 */

#define LEDOFF  0       /* 关闭 */
#define LEDON   1       /* 打开 */


/* 地址映射后的虚拟地址指针 */
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;

/* desled设备结构体 */
struct dtsled_dev{
    dev_t   devid;          /* 设备号 */
    struct cdev cdev;       /* 字符设备 */
    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 */

/* LED灯打开/关闭 */
static void led_switch(u8 sta)
{
    u32 val = 0;

    if(sta == LEDON) {
        val = readl(GPIO1_DR);
        val &= ~(1 << 3);            /* bit3清零,打开LED灯 */
        writel(val, GPIO1_DR); 
    } else if(sta == LEDOFF) {
        val = readl(GPIO1_DR);
        val |= (1 << 3);            /* bit3清零,打开LED灯 */
        writel(val, GPIO1_DR);
    }
}

static int dtsled_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    filp->private_data = &dtsled;
    return 0;
}

static int dtsled_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    struct dtsled_dev *dev = (struct dtsled_dev*)filp->private_data;
    
    return 0;
}

static ssize_t dtsled_write(struct file *filp, const char __user *buf,
			 size_t count, loff_t *ppos)
{
    struct dtsled_dev *dev = (struct dtsled_dev*)filp->private_data;

    int retvalue;
    unsigned char databuf[1];

    retvalue = copy_from_user(databuf, buf, count);
    if(retvalue < 0) {
        return -EFAULT;
    }

    /* 判断是开灯还是关灯 */
    led_switch(databuf[0]);

    return 0;
}

/* dtsled字符设备操作集 */
static const struct file_operations dtsled_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .write	= dtsled_write,
	.open	= dtsled_open,
	.release= dtsled_release,
};

/* 入口 */
static int __init dtsled_init(void)
{
    int ret  = 0;
    const char *str;
    u32 regdata[10];
    u8 i = 0;
    unsigned int val = 0;

    /* 注册字符设备 */
    /* 1,申请设备号 */
    dtsled.major = 0;   /* 设备号由内核分配 */
    if(dtsled.major) {  /* 定义了设备号 */
        dtsled.devid = MKDEV(dtsled.major, 0);
        ret = register_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME);
    } else {            /* 没有给定设备号 */
        ret = alloc_chrdev_region(&dtsled.devid, 0, DTSLED_CNT, DTSLED_NAME);
        dtsled.major = MAJOR(dtsled.devid);
        dtsled.minor = MINOR(dtsled.devid);
    }   
    if(ret < 0) {
        goto fail_devid;
    }

    /* 2,添加字符设备 */
    dtsled.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&dtsled.cdev, &dtsled_fops);
    ret = cdev_add(&dtsled.cdev, dtsled.devid, DTSLED_CNT);
    if(ret < 0) 
        goto fail_cdev;

    /* 3,自动创建设备节点 */
    dtsled.class =  class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME);
    if (IS_ERR(dtsled.class)) {
        ret = PTR_ERR(dtsled.class);
		goto fail_class;
    }

    dtsled.device = device_create(dtsled.class, NULL, dtsled.devid, NULL, DTSLED_NAME);
    if (IS_ERR(dtsled.device)) {
        ret = PTR_ERR(dtsled.device);
		goto fail_device;
    }

    /* 获取设备树属性内容 */
    dtsled.nd = of_find_node_by_path("/alphaled");
    if (dtsled.nd == NULL) {    /* 失败 */
		ret = -EINVAL;
		goto fail_findnd;
	}

    /* 获取属性 */
    ret = of_property_read_string(dtsled.nd, "status", &str);
    if(ret < 0) {
        goto fail_rs;
    } else {
        printk("status = %s\r\n", str);
    }
   
    ret = of_property_read_string(dtsled.nd, "compatible", &str);
    if(ret < 0) {
        goto fail_rs;
    } else {
        printk("compatible = %s\r\n", str);
    }

#if 0
    ret = of_property_read_u32_array(dtsled.nd, "reg", regdata, 10);
    if(ret < 0) {
        goto fail_rs;
    } else {
        printk("reg data:\r\n");
        for(i = 0; i < 10; i++) {
            printk("%#X ", regdata[i]);
        }
        printk("\r\n");
    }

    /* LED灯初始化 */
    /* 1,初始化LED灯,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]);
#endif
    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);

     /* 2,初始化 */
    val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
    val &= ~(3 << 26);  /* 先清除以前的配置bit26,27 */
    val |= 3 << 26;     /* bit26,27置1 */
    writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);
 
    writel(0x5, SW_MUX_GPIO1_IO03);     /* 设置复用 */
    writel(0X10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);  /* 设置电气属性 */

    val = readl(GPIO1_GDIR);
    val |= 1 << 3;              /* bit3置1,设置为输出 */
    writel(val, GPIO1_GDIR);

    val = readl(GPIO1_DR);
    val |= (1 << 3);            /* bit3置1,关闭LED灯 */
    writel(val, GPIO1_DR);

    return 0;

fail_rs:
fail_findnd:
    device_destroy(dtsled.class, dtsled.devid);
fail_device:
    class_destroy(dtsled.class);
fail_class:
    cdev_del(&dtsled.cdev);
fail_cdev:
    unregister_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT);
fail_devid:
    return ret;

}

/* 出口 */
static void __exit dtsled_exit(void)
{
    unsigned int val = 0;

    val = readl(GPIO1_DR);
    val |= (1 << 3);            /* bit3清零,打开LED灯 */
    writel(val, GPIO1_DR);

    /* 1,取消地址映射 */
    iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
    iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
    iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
    iounmap(GPIO1_DR);
    iounmap(GPIO1_GDIR);


    /* 删除字符设备 */
    cdev_del(&dtsled.cdev);

    /* 释放设备号 */
    unregister_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT);

    /* 摧毁设备*/
    device_destroy(dtsled.class, dtsled.devid);

    /* 摧毁类 */
    class_destroy(dtsled.class);
}

/* 注册驱动和卸载驱动 */
module_init(dtsled_init);
module_exit(dtsled_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

2、app应用层

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


/*
 *argc:应用程序参数个数
 *argv[]:具体的参数内容,字符串形式 
 *./ledAPP  <filename>  <0:1> 0表示关灯,1表示开灯
 * ./ledAPP /dev/dtsled 0    关灯
 * ./ledAPP /dev/dtsled 1    开灯
 */

#define LEDOFF 0
#define LEDON 1

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd, retvalue;
    char *filename;
    unsigned char databuf[1];


    if(argc != 3) {
        printf("Error Usage!\r\n");
        return -1;
    }

    filename = argv[1];

    fd = open(filename, O_RDWR);
    if(fd < 0) {
        printf("file %s open failed!\r\n", filename);
        return -1;
    }

    databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 将字符转换为数字 */

    retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
    if(retvalue < 0) {
        printf("LED Control Failed!\r\n");
        close(fd);
        return -1;
    }

    close(fd);

    return 0;
}

3、Makefile

KERNELDIR := /home/zzk/linux/IMX6ULL/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek

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






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