STM32MP157/linux驱动学习记录(二)

34.Platform设备驱动实验

34.2设备程序leddevice.c

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: leddevice.c

作者	  	: 正点原子Linux团队

版本	   	: V1.0

描述	   	: platform设备

其他	   	: 无

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2021/1/20 正点原子Linux团队创建

***************************************************************/

#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_gpio.h>

#include <linux/semaphore.h>

#include <linux/timer.h>

#include <linux/irq.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/poll.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/fcntl.h>

#include <linux/platform_device.h>

#include <asm/mach/map.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/io.h>



/* 寄存器物理地址 */

#define PERIPH_BASE     		     	(0x40000000)

#define MPU_AHB4_PERIPH_BASE			(PERIPH_BASE + 0x10000000)

#define RCC_BASE        		    	(MPU_AHB4_PERIPH_BASE + 0x0000)	

#define RCC_MP_AHB4ENSETR				(RCC_BASE + 0XA28)

#define GPIOI_BASE						(MPU_AHB4_PERIPH_BASE + 0xA000)	

#define GPIOI_MODER      			    (GPIOI_BASE + 0x0000)	

#define GPIOI_OTYPER      			    (GPIOI_BASE + 0x0004)	

#define GPIOI_OSPEEDR      			    (GPIOI_BASE + 0x0008)	

#define GPIOI_PUPDR      			    (GPIOI_BASE + 0x000C)	

#define GPIOI_BSRR      			    (GPIOI_BASE + 0x0018)

#define REGISTER_LENGTH				4



/* @description		: 释放flatform设备模块的时候此函数会执行	

 * @param - dev 	: 要释放的设备 

 * @return 			: 无

 */

static void	led_release(struct device *dev)

{
   
   

	printk("led device released!\r\n");	

}



/*  

 * 设备资源信息,也就是LED0所使用的所有寄存器

 */

static struct resource led_resources[] = {
   
   

	[0] = {
   
   

		.start 	= RCC_MP_AHB4ENSETR,

		.end 	= (RCC_MP_AHB4ENSETR + REGISTER_LENGTH - 1),

		.flags 	= IORESOURCE_MEM,

	},	

	[1] = {
   
   

		.start	= GPIOI_MODER,

		.end	= (GPIOI_MODER + REGISTER_LENGTH - 1),

		.flags	= IORESOURCE_MEM,

	},

	[2] = {
   
   

		.start	= GPIOI_OTYPER,

		.end	= (GPIOI_OTYPER + REGISTER_LENGTH - 1),

		.flags	= IORESOURCE_MEM,

	},

	[3] = {
   
   

		.start	= GPIOI_OSPEEDR,

		.end	= (GPIOI_OSPEEDR + REGISTER_LENGTH - 1),

		.flags	= IORESOURCE_MEM,

	},

	[4] = {
   
   

		.start	= GPIOI_PUPDR,

		.end	= (GPIOI_PUPDR + REGISTER_LENGTH - 1),

		.flags	= IORESOURCE_MEM,

	},

	[5] = {
   
   

		.start	= GPIOI_BSRR,

		.end	= (GPIOI_BSRR + REGISTER_LENGTH - 1),

		.flags	= IORESOURCE_MEM,

	},

};





/*

 * platform设备结构体 

 */

static struct platform_device leddevice = {
   
   

	.name = "stm32mp1-led",

	.id = -1,

	.dev = {
   
   

		.release = &led_release,

	},

	.num_resources = ARRAY_SIZE(led_resources),

	.resource = led_resources,

};

		

/*

 * @description	: 设备模块加载 

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static int __init leddevice_init(void)

{
   
   

	return platform_device_register(&leddevice);

}



/*

 * @description	: 设备模块注销

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static void __exit leddevice_exit(void)

{
   
   

	platform_device_unregister(&leddevice);

}



module_init(leddevice_init);

module_exit(leddevice_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("ALIENTEK");

MODULE_INFO(intree, "Y");

leddevice.c 文件内容就是按照示例代码 34.2.3.4 的 platform 设备模板编写的。
第 49~80 行,led_resources 数组,也就是设备资源,描述了 LED 所要使用到的寄存器信息,也就是 IORESOURCE_MEM 资源。
第 85~93,platform 设备结构体变量 leddevice,这里要注意 name 字段为“stm32mp1-led”,所以稍后编写 platform 驱动中的 name 字段也要为“stm32mp1-led”,否则设备和驱动匹配失败。
第 100~103 行,设备模块加载函数,在此函数里面通过 platform_device_register 向 Linux 内核注册 leddevice 这个 platform 设备。
第 110~113 行,设备模块卸载函数,在此函数里面通过 platform_device_unregister 从 Linux内核中删除掉 leddevice 这个 platform 设备。

34.3驱动程序leddriver.c

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: leddriver.c

作者	  	: 正点原子Linux团队

版本	   	: V1.0

描述	   	: platform驱动

其他	   	: 无

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2019/8/13 正点原子Linux团队创建

***************************************************************/

#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_gpio.h>

#include <linux/semaphore.h>

#include <linux/timer.h>

#include <linux/irq.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/poll.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/fcntl.h>

#include <linux/platform_device.h>

#include <asm/mach/map.h>

#include <asm/uaccess.h>

#include <asm/io.h>



#define LEDDEV_CNT		1			/* 设备号长度 	*/

#define LEDDEV_NAME		"platled"	/* 设备名字 	*/

#define LEDOFF 			0

#define LEDON 			1



/* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */

static void __iomem *MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI;

static void __iomem *GPIOI_MODER_PI;

static void __iomem *GPIOI_OTYPER_PI;

static void __iomem *GPIOI_OSPEEDR_PI;

static void __iomem *GPIOI_PUPDR_PI;

static void __iomem *GPIOI_BSRR_PI;



/* leddev设备结构体 */

struct leddev_dev{
   
   

	dev_t devid;			/* 设备号	*/

	struct cdev cdev;		/* cdev		*/

	struct class *class;	/* 类 		*/

	struct device *device;	/* 设备		*/		

};



struct leddev_dev leddev; 	/* led设备 */



/*

 * @description		: LED打开/关闭

 * @param - sta 	: LEDON(0) 打开LED,LEDOFF(1) 关闭LED

 * @return 			: 无

 */

void led_switch(u8 sta)

{
   
   

	u32 val = 0;

	if(sta == LEDON) {
   
   

		val = readl(GPIOI_BSRR_PI);

		val |= (1 << 16);	

		writel(val, GPIOI_BSRR_PI);

	}else if(sta == LEDOFF) {
   
   

		val = readl(GPIOI_BSRR_PI);

		val|= (1 << 0);	

		writel(val, GPIOI_BSRR_PI);

	}	

}



/*

 * @description		: 取消映射

 * @return 			: 无

 */

void led_unmap(void)

{
   
   

		/* 取消映射 */

	iounmap(MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);

	iounmap(GPIOI_MODER_PI);

	iounmap(GPIOI_OTYPER_PI);

	iounmap(GPIOI_OSPEEDR_PI);

	iounmap(GPIOI_PUPDR_PI);

	iounmap(GPIOI_BSRR_PI);

}



/*

 * @description		: 打开设备

 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode

 * @param - filp 	: 设备文件,file结构体有个叫做private_data的成员变量

 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

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

{
   
   

	return 0;

}



/*

 * @description		: 向设备写数据 

 * @param - filp 	: 设备文件,表示打开的文件描述符

 * @param - buf 	: 要写给设备写入的数据

 * @param - cnt 	: 要写入的数据长度

 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移

 * @return 			: 写入的字节数,如果为负值,表示写入失败

 */

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 failed!\r\n");

		return -EFAULT;

	}



	ledstat = databuf[0];		/* 获取状态值 */

	if(ledstat == LEDON) {
   
   

		led_switch(LEDON);		/* 打开LED灯 */

	}else if(ledstat == LEDOFF) {
   
   

		led_switch(LEDOFF);	/* 关闭LED灯 */

	}



	return 0;

}



/* 设备操作函数 */

static struct file_operations led_fops = {
   
   

	.owner = THIS_MODULE,

	.open = led_open,

	.write = led_write,

};



/*

 * @description		: flatform驱动的probe函数,当驱动与设备匹配以后此函数就会执行

 * @param - dev 	: platform设备

 * @return 			: 0,成功;其他负值,失败

 */

static int led_probe(struct platform_device *dev)

{
   
   	

	int i = 0, ret;

	int ressize[6];

	u32 val = 0;

	struct resource *ledsource[6];



	printk("led driver and device has matched!\r\n");

	/* 1、获取资源 */

	for (i = 0; i < 6; i++) {
   
   

		ledsource[i] = platform_get_resource(dev, IORESOURCE_MEM, i); /* 依次MEM类型资源 */

		if (!ledsource[i]) {
   
   

			dev_err(&dev->dev, "No MEM resource for always on\n");

			return -ENXIO;

		}

		ressize[i] = resource_size(ledsource[i]);	

	}	



	/* 2、初始化LED */

	/* 寄存器地址映射 */

 	MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI = ioremap(ledsource[0]->start, ressize[0]);

	GPIOI_MODER_PI = ioremap(ledsource[1]->start, ressize[1]);

  	GPIOI_OTYPER_PI = ioremap(ledsource[2]->start, ressize[2]);

	GPIOI_OSPEEDR_PI = ioremap(ledsource[3]->start, ressize[3]);

	GPIOI_PUPDR_PI = ioremap(ledsource[4]->start, ressize[4]);

	GPIOI_BSRR_PI = ioremap(ledsource[5]->start, ressize[5]);

	

	/* 3、使能PI时钟 */

    val = readl(MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);

    val &= ~(0X1 << 8); /* 清除以前的设置 */

    val |= (0X1 << 8);  /* 设置新值 */

    writel(val, MPU_AHB4_PERIPH_RCC_PI);



    /* 4、设置PI0通用的输出模式。*/

    val = readl(GPIOI_MODER_PI);

    val &= ~(0X3 << 0); /* bit0:1清零 */

    val |= (0X1 << 0);  /* bit0:1设置01 */

    writel(val, GPIOI_MODER_PI);



    /* 5、设置PI0为推挽模式。*/

    val = readl(GPIOI_OTYPER_PI);

    val &= ~(0X1 << 0); /* bit0清零,设置为上拉*/

    writel(val, GPIOI_OTYPER_PI);



    /* 6、设置PI0为高速。*/

    val = readl(GPIOI_OSPEEDR_PI);

    val &= ~(0X3 << 0); /* bit0:1 清零 */

    val |= (0x2 << 0); /* bit0:1 设置为10*/

    writel(val, GPIOI_OSPEEDR_PI);



    /* 7、设置PI0为上拉。*/

    val = readl(GPIOI_PUPDR_PI);

    val &= ~(0X3 << 0); /* bit0:1 清零*/

    val |= (0x1 << 0); /*bit0:1 设置为01*/

    writel(val,GPIOI_PUPDR_PI);



    /* 8、默认关闭LED */

    val = readl(GPIOI_BSRR_PI);

    val |= (0x1 << 0);

    writel(val, GPIOI_BSRR_PI);

	

	/* 注册字符设备驱动 */

	/* 1、申请设备号 */

	ret = alloc_chrdev_region(&leddev.devid, 0, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);	

	if(ret < 0)

		goto fail_map;

	

	/* 2、初始化cdev */

	leddev.cdev.owner = THIS_MODULE;

	cdev_init(&leddev.cdev, &led_fops);

	

	/* 3、添加一个cdev */

	ret = cdev_add(&leddev.cdev, leddev.devid, LEDDEV_CNT);

	if(ret < 0)

		goto del_unregister;

		

	/* 4、创建类 */

	leddev.class = class_create(THIS_MODULE, LEDDEV_NAME);

	if (IS_ERR(leddev.class)) {
   
   

		goto del_cdev;

	}



	/* 5、创建设备 */

	leddev.device = device_create(leddev.class, NULL, leddev.devid, NULL, LEDDEV_NAME);

	if (IS_ERR(leddev.device)) {
   
   

		goto destroy_class;

	}

	return 0;

	

destroy_class:

	class_destroy(leddev.class);

del_cdev:

	cdev_del(&leddev.cdev);

del_unregister:

	unregister_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT);

fail_map:

	led_unmap();

	return -EIO;

}



/*

 * @description		: platform驱动的remove函数,移除platform驱动的时候此函数会执行

 * @param - dev 	: platform设备

 * @return 			: 0,成功;其他负值,失败

 */

static int led_remove(struct platform_device *dev)

{
   
   

	led_unmap();	/* 取消映射 */

	cdev_del(&leddev.cdev);/*  删除cdev */

	unregister_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT); /* 注销设备号 */

	device_destroy(leddev.class, leddev.devid);	/* 注销设备 */

	class_destroy(leddev.class);	/* 注销类 */

	return 0;

}



/* platform驱动结构体 */

static struct platform_driver led_driver = {
   
   

	.driver		= {
   
   

		.name	= "stm32mp1-led",			/* 驱动名字,用于和设备匹配 */

	},

	.probe		= led_probe,

	.remove		= led_remove,

};

		

/*

 * @description	: 驱动模块加载函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static int __init leddriver_init(void)

{
   
   

	return platform_driver_register(&led_driver);

}



/*

 * @description	: 驱动模块卸载函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

static void __exit leddriver_exit(void)

{
   
   

	platform_driver_unregister(&led_driver);

}



module_init(leddriver_init);

module_exit(leddriver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

MODULE_AUTHOR("ALIENTEK");

MODULE_INFO(intree, "Y");

第 88~128 行,传统的字符设备驱动。
第 135~233 行,probe 函数,当设备和驱动匹配以后此函数就会执行,当匹配成功以后会在终端上输出“led driver and device has matched!”。在 probe 函数里面初始化 LED、注册字符设备驱动。也就是将原来在驱动加载函数里面做的工作全部放到 probe 函数里面完成。
第 240~248 行,remove 函数,当卸载 platform 驱动的时候此函数就会执行。在此函数里面释放内存、注销字符设备等。也就是将原来驱动卸载函数里面的工作全部都放到 remove 函数中完成。
第 251~257 行,platform_driver 驱动结构体,注意 name 字段为"stm32mp1-led",和我们在leddevice.c 文件里面设置的设备 name 字段一致。
第 264~267 行,驱动模块加载函数,在此函数里面通过 platform_driver_register 向 Linux 内核注册 led_driver 驱动。
第 274~277 行,驱动模块卸载函数,在此函数里面通过 platform_driver_unregister 从 Linux内核卸载 led_driver 驱动。

34.4测试ledApp.c

#include "stdio.h"

#include "unistd.h"

#include "sys/types.h"

#include "sys/stat.h"

#include "fcntl.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: ledApp.c

作者	  	: 正点原子Linux团队

版本	   	: V1.0

描述	   	: platform驱动驱测试APP。

其他	   	: 无

使用方法	 :./ledApp /dev/platled  0 关闭LED

		     ./ledApp /dev/platled  1 打开LED		

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2019/8/16 正点原子Linux团队创建

***************************************************************/

#define LEDOFF 	0

#define LEDON 	1



/*

 * @description		: main主程序

 * @param - argc 	: argv数组元素个数

 * @param - argv 	: 具体参数

 * @return 			: 0 成功;其他 失败

 */

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];



	/* 打开led驱动 */

	fd = open(filename, O_RDWR);

	if(fd < 0){
   
   

		printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);

		return -1;

	}

	

	databuf[0] = atoi(argv[2]);	/* 要执行的操作:打开或关闭 */

	retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));

	if(retvalue < 0){
   
   

		printf("LED Control Failed!\r\n");

		close(fd);

		return -1;

	}



	retvalue = close(fd); /* 关闭文件 */

	if(retvalue < 0){
   
   

		printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);

		return -1;
	}
	return 0;
}

34.5编译运行

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“leddevice.o leddriver.o”,Makefile 内容如下所示:

1 KERNELDIR := /home/tao/linux/my_linux/linux-5.4.31
......
4 obj-m := leddevice.o
5 obj-m += leddriver.o
......
12 clean:
13 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

make -j 32编译成功以后就会生成一个名为“leddevice.ko leddriver.ko”的驱动模块文件。
arm-none-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp编译成功以后就会生成 ledApp 这个应用程序。
将上 一 小 节 编 译 出 来 leddevice.ko 、 leddriver.ko 和 ledApp 这 两 个 文 件 拷 贝 到rootfs/lib/modules/5.4.31 目录中,重启开发板,进入到目录 lib/modules/5.4.31 中,输入如下命令加载 leddevice.ko 设备模块和 leddriver.ko 这个驱动模块。
depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe leddevice.ko //加载设备模块
modprobe leddriver.ko //加载驱动模块
根文件系统中/sys/bus/platform/目录下保存着当前板子 platform 总线下的设备和驱动,其中devices 子目录为 platform 设备,drivers 子目录为 plartofm 驱动。进入/sys/bus/platform/devices/目录,查看我们的设备是否存在,我们在 leddevice.c 中设置设备的 name 字段为“stm32mp1-led”,因此肯定在/sys/bus/platform/devices/目录下存在一个名字“stm32mp1-led”的文件,否则说明我们的设备模块加载失败,驱动模块和设备模块加载成功以后 platform 总线就会进行匹配,当驱动和设备匹配成功以后就会输出如图 34.4.2.3 所示一行语句:
在这里插入图片描述
输入如下命令打开 LED 灯:
./ledApp /dev/platled 1 //打开 LED 灯
在输入如下命令关闭 LED 灯:
./ledApp /dev/platled 0 //关闭 LED 灯
观察一下 LED 灯能否打开和关闭,如果可以的话就说明驱动工作正常,如果要卸载驱动的话输入如下命令即可:
rmmod leddevice.ko
rmmod leddriver.ko

35.设备树下的 platform 驱动编写

35.2驱动程序leddrivers.c

/***************************************************************

Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.

文件名		: leddriver.c

作者	  	: 正点原子Linux团队

版本	   	: V1.0

描述	   	: 设备树下的platform驱动

其他	   	: 无

论坛 	   	: www.openedv.com

日志	   	: 初版V1.0 2019/8/13 正点原子Linux团队创建

***************************************************************/

#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_gpio.h>

#include <linux/semaphore.h>

#include <linux/timer.h>

#include <linux/irq.h>

#include <linux/wait.h>

#include <linux/poll.h>

#include <linux/fs.h>

#include <linux/fcntl.h>

#include <linux/platform_device.h>

#include <asm/mach/map.h>

#include <asm/uaccess.h>

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