一、pinctrl子系统
1. pinctrl子系统作用
(1) 设置主控芯片pin脚的复用功能。
(2) 设置pin脚的电气特性，如上下拉、速度等等。
2. pinctrl子系统示例
&iomuxc {
...pinctrl_hog_1: hoggrp-1 {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 0x17059
...
>;
};
...
}
#解析
MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19是一个宏定义，定义在 imx6ul-pinfunc.h中,定义如下：
#define MX6UL_PAD_UART1_RTS_B__GPIO1_IO19 0x0090 0x031C 0x0000 0x5 0x0
宏定义后的五个值含义为: <mux_reg conf_reg input_reg mux_mode input_val>
mux_reg：IOMUXC复用寄存器的偏移地址，此处就是IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART1_RTS_B寄存器的偏移地址。
conf_reg: 电气属性配置寄存器的偏移地址，此处就是 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART1_RTS_B的偏移地址。
input_reg：部分引脚才有。
mux_mode：IOMUXC复用寄存器的值。
input_val：input_reg的值。
#除此之外
0x17059就是电气属性配置寄存器的值，即conf_reg。
二、GPIO子系统
1. 简介
当pinctrl子系统将一个PIN复用为GPIO的话，那么接下来就要用GPIO子系统了。GPIO子系统主要目的就是方便驱动开发者使用gpio。
2. 使用实例
#跟随上例复用为GPIO的pin
&usdhc1 {
...
pinctrl-3 = <&pinctrl_hog_1>;
cd-gpios = <&gpio1 19 GPIO_ACTIVE_LOW>
...
}
#解析
cd-gpios描述了该引脚使用了那个IO，属性值有三个：
&gpio1 19：使用GPIO1_IO19
GPIO_ACTIVE_LOW：表示低电平有效
3. gpio子系统API函数
- 申请一个GPIO管脚(使用GPIO前必须调用)
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
/*
* gpio：要申请的gpio标号，使用of_get_named_gpio函数从设备树获取指定 GPIO 属性信息，此函数会返回这个 GPIO 的标号。
* label：给 gpio 设置个名字。
* 返回值： 0，申请成功；其他值，申请失败。
*/
- 释放一个GPIO管脚
void gpio_free(unsigned gpio)
- 设置某个 GPIO 为输入
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
- 设置某个 GPIO 为输出
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)
- 获取某个 GPIO 的值(0 或 1)
int gpio_get_value(unsigned gpio)
/*
* 返回值：非负值，得到的 GPIO 值；负值，获取失败。
*/
- 设置某个 GPIO 的值
void gpio_set_value(unsigned gpio, int value)
4.与gpio相关的of函数
- 获取设备树某个属性里面定义了几个 GPIO 信息
int of_gpio_named_count(struct device_node *np, const char *propname)
/*
* np: 设备节点
* propname: 属性名
* 正值，统计到的 GPIO 数量；负值，失败。
*/
- 统计有几个gpio子系统
int of_gpio_count(struct device_node *np)
- 获取 GPIO 编号
int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index)
/*
* index： GPIO 索引，因为一个属性里面可能包含多个GPIO，此参数指定要获取哪个 GPIO的编号，如果只有一个 GPIO 信息的话此参数为 0。
*/
三、操作LED实例
1. 修改设备树 imx6ull-ht.dts
#再iomuxc下添加pinctrl子系统, 注意必须是pinctrl_xxx节点
&iomuxc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_1>;
imx6ul-evk {
/*ht LED*/
pinctrl_led: ledgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03 0x10B0 /* LED0 */
>;
...
#在根节点下添加pled设备节点
pled {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "alpha,led";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;
gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
status = "okay";
};
2. 检查设备树中PIN是否被其他外设使用
(1) 查pinctrl
关键字：GPIO1_IO03__
(2) 查gpio子系统
关键字：&gpio1 3
3. 驱动程序编写
#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.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define PLED_CNT 1 /* 设备号个数 */
#define PLED_NAME "pled" /* 名字 */
#define LEDOFF 0 /* 关灯 */
#define LEDON 1 /* 开灯 */
/* pled设备结构体 */
struct pled_dev{
dev_t devid; /* 设备号 */
struct cdev cdev; /* cdev */
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 */
int led_gpio; /* led所使用的GPIO编号 */
};
struct pled_dev pled; /* led设备 */
/*
* @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)
{
filp->private_data = &pled; /* 设置私有数据 */
return 0;
}
/*
* @description : 从设备读取数据
* @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符)
* @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区
* @param - cnt : 要读取的数据长度
* @param - offt : 相对于文件首地址的偏移
* @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
*/
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
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;
struct pled_dev *dev = filp->private_data;
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) {
gpio_set_value(dev->led_gpio, 0); /* 打开LED灯 */
} else if(ledstat == LEDOFF) {
gpio_set_value(dev->led_gpio, 1); /* 关闭LED灯 */
}
return 0;
}
/*
* @description : 关闭/释放设备
* @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)
* @return : 0 成功;其他 失败
*/
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
/* 设备操作函数 */
static struct file_operations pled_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.read = led_read,
.write = led_write,
.release = led_release,
};
/*
* @description : 驱动出口函数
* @param : 无
* @return : 无
*/
static int __init led_init(void)
{
int ret = 0;
/* 设置LED所使用的GPIO */
/* 1、获取设备节点：pled */
pled.nd = of_find_node_by_path("/pled");
if(pled.nd == NULL) {
printk("pled node not find!\r\n");
return -EINVAL;
} else {
printk("pled node find!\r\n");
}
/* 2、 获取设备树中的gpio属性，得到LED所使用的LED编号 */
pled.led_gpio = of_get_named_gpio(pled.nd, "gpio", 0);
if(pled.led_gpio < 0) {
printk("can't get led-gpio");
return -EINVAL;
}
printk("led-gpio num = %d\r\n", pled.led_gpio);
/* 3、设置GPIO1_IO03为输出，并且输出高电平，默认关闭LED灯 */
ret = gpio_direction_output(pled.led_gpio, 1);
if(ret < 0) {
printk("can't set gpio!\r\n");
}
/* 注册字符设备驱动 */
/* 1、创建设备号 */
if (pled.major) { /* 定义了设备号 */
pled.devid = MKDEV(pled.major, 0);
register_chrdev_region(pled.devid, PLED_CNT, PLED_NAME);
} else { /* 没有定义设备号 */
alloc_chrdev_region(&pled.devid, 0, PLED_CNT, PLED_NAME); /* 申请设备号 */
pled.major = MAJOR(pled.devid); /* 获取分配号的主设备号 */
pled.minor = MINOR(pled.devid); /* 获取分配号的次设备号 */
}
printk("pled major=%d,minor=%d\r\n",pled.major, pled.minor);
/* 2、初始化cdev */
pled.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&pled.cdev, &pled_fops);
/* 3、添加一个cdev */
cdev_add(&pled.cdev, pled.devid, PLED_CNT);
/* 4、创建类 */
pled.class = class_create(THIS_MODULE, PLED_NAME);
if (IS_ERR(pled.class)) {
return PTR_ERR(pled.class);
}
/* 5、创建设备 */
pled.device = device_create(pled.class, NULL, pled.devid, NULL, PLED_NAME);
if (IS_ERR(pled.device)) {
return PTR_ERR(pled.device);
}
return 0;
}
/*
* @description : 驱动出口函数
* @param : 无
* @return : 无
*/
static void __exit led_exit(void)
{
/* 注销字符设备驱动 */
cdev_del(&pled.cdev);/* 删除cdev */
unregister_chrdev_region(pled.devid, PLED_CNT); /* 注销设备号 */
device_destroy(pled.class, pled.devid);
class_destroy(pled.class);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("ht");
4.Makefile 编写
KERNELDIR := /home/ht/imx6ull/sys/linux_kernel/linux-ht #linux内核绝对路径
CURRENT_PATH := $(shell pwd) #通过pwd命令获得当前路径
obj-m := pled.o #将驱动文件pled.c编译为.ko文件
build: kernel_modules #依赖
kernel_modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules #具体的编译命令，后面的 module表示编译模块，-C 表示将当前的工作目录切换到指定目录中，也就是 KERNERLDIR 目录。 M 表示模块源码目录，“make modules”命令中加入 M=dir 以后程序会自动到指定的 dir 目录中读取模块的源码并将其编译为.ko 文件。
clean:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
5.编写测试APP
#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#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 */
/* 向/dev/led文件写入数据 */
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;
}
6.编译测试
(1)编译
#编译.ko文件
make -j32
#编译APP文件
arm-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp
#发送
cd ~/imx6ull/sys/linux_kernel/linux-ht && make dtbs && cp ./arch/arm/boot/dts/imx6ull-ht.dtb ~/imx6ull/tftpboot/
(2)测试
cd lib/modules/4.1.15 #如果是ubuntu系统则改掉改目录下的文件命名
depmod #第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe pled #加载驱动
lsmod #查看已加载驱动
cat /proc/devices #查看当前系统的所有设备
