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之前我們已經(jīng)通過幾篇筆記來學(xué)習(xí)點(diǎn)燈了:

【Linux筆記】LED驅(qū)動(dòng)程序

【Linux筆記】LED驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)(總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型)

【Linux筆記】設(shè)備樹實(shí)例分析

但之前的點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)我們都得去跟一些寄存器打交道,如:

我們要配置寄存器,肯定得去閱讀參考手冊查看相關(guān)的寄存器,如:

和寄存器打交道是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力而收獲較小的事情,換句話說就是性價(jià)比太低了。

我們在學(xué)習(xí)STM32的時(shí)候,ST都會給我們提供各種各樣的庫,這些庫就是對寄存器操作的一些封裝,我們調(diào)用那些庫函數(shù)就可以間接地操控寄存器。

我們就基本不用去查參考手冊了,至少點(diǎn)個(gè)燈是不用去查手冊的。

這些寄存器相關(guān)的代碼一般都是芯片原廠的工程師給我們寫好了,我們只要拿來用就可以了。

同樣的,在嵌入式Linux開發(fā)中,像上面幾篇筆記中的那幾種led驅(qū)動(dòng)方式(與寄存器打交道)基本上是用不上的,我們只是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)。

Linux內(nèi)核提供了pinctrl 和 gpio 子系統(tǒng)用于引腳的驅(qū)動(dòng),這樣我們可以避免與寄存器打交道。

認(rèn)識pinctrl、gpio子系統(tǒng)

這兩個(gè)子系統(tǒng)是軟件上面的概念,屬于Linux內(nèi)核的一部分。但最終要用起來,都是要與實(shí)際硬件掛鉤,比如:


在前幾個(gè)led驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中我們知道我們要操控一個(gè)引腳,我們需要配置兩個(gè)模塊的寄存器:GPIO模塊及IOMUXC模塊。

IOMUXC模塊是用來配置引腳功能及一些引腳參數(shù)(引腳速率、上下拉等);GPIO模塊用于配置引腳的輸入輸出等。

其中,pinctrl子系統(tǒng)管理的是IOMUXC模塊;gpio子系統(tǒng)管理的是GPIO模塊。

下面簡單看一下這兩個(gè)子系統(tǒng)在設(shè)備樹代碼中的體現(xiàn)(以百問網(wǎng)的設(shè)備樹文件100ask_imx6ull-14x14.dts為例):

1、pinctrl子系統(tǒng)

可以看到這里有兩個(gè)節(jié)點(diǎn):iomuxc節(jié)點(diǎn)與iomuxc_snvs節(jié)點(diǎn),它們都是用來描述IOMUXC模塊的。

其實(shí)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)是在imx6ull.dtsi文件中被創(chuàng)建的,這是NXP官方提供的。在 100ask_imx6ull-14x14.dts文件中向這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)追加內(nèi)容。

追加的內(nèi)容就是實(shí)際引腳功能的配置及引腳參數(shù)信息配置,下面以一個(gè)led的控制引腳為例簡單分析一下:

這個(gè)宏中前三個(gè)值是寄存器的偏移地址,后兩個(gè)是寄存器的值,另一個(gè)寄存器的值就是設(shè)備樹文件里pinctrl_leds節(jié)點(diǎn)里的那個(gè)值,即:

下面再進(jìn)一步分析:

2、gpio子系統(tǒng)

這里需要重點(diǎn)關(guān)注如下兩個(gè)屬性:

gpio-controller; #gpio-cells =;

gpio-controller;表明這個(gè)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)GPIO控制器,這個(gè)控制器下面有很多引腳。

#gpio-cells =;表示這個(gè)控制器下每一個(gè)引腳要用 2 個(gè) 32 位的數(shù)(cell)來描述,其中一個(gè)數(shù)(cell)用來表示引腳,另一個(gè)數(shù)(cell)用來表示有效電平或其它特性。如:

至此,基于gpio子系統(tǒng)及pinctrl子系統(tǒng)的設(shè)備樹文件的代碼結(jié)構(gòu)如下(圖片來自百問網(wǎng)):

對于pinctrl信息,有些芯片提供了生成工具。

(1)gpio子系統(tǒng)的API接口

設(shè)備樹用于描述設(shè)備相關(guān)的信息,而我們的驅(qū)動(dòng)獲得設(shè)備信息之后也要使用一些API接口來操控設(shè)備。

gpio子系統(tǒng)已經(jīng)幫我們屏蔽掉了寄存器相關(guān)的操作,并給我們提供了一些API接口,我們只要調(diào)用這些API接口就可以間接地操控相關(guān)寄存器。

其有兩套API接口:基于描述符的(descriptor-based)、老的(legacy)。如:

其中使用基于描述符的(descriptor-based)的接口需要包含頭文件linux/gpio/consumer.h:

使用老的(legacy)接口需要包含頭文件linux/gpio.h:

led驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

下面簡單看一些基于這兩個(gè)子系統(tǒng)的led驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)(相關(guān)代碼來自百問網(wǎng))。

1、設(shè)備樹文件

我們需要屏蔽掉百問開發(fā)板出廠自帶的設(shè)備樹文件100ask_imx6ull-14x14.dts)中描述led設(shè)備相關(guān)的代碼,并添加如下內(nèi)容:

(1)在設(shè)備樹文件中添加如下Pinctrl信息:

(2)在設(shè)備樹文件根節(jié)點(diǎn)下添加如下led節(jié)點(diǎn)信息:

2、驅(qū)動(dòng)核心代碼

(1)匹配


(2)probe函數(shù)

匹配成功則執(zhí)行此函數(shù)從設(shè)備樹獲取設(shè)備信息:


(3)open函數(shù)

此函數(shù)設(shè)置引腳方向:


(4)write函數(shù)

此函數(shù)設(shè)置引腳輸出值:

3、應(yīng)用代碼

#include  #include  #include  #include  #include  #include  /*
 * ./ledtest /dev/100ask_led0 on
 * ./ledtest /dev/100ask_led0 off
 */ int main(int argc, char **argv) { int fd; char status; /* 1. 判斷參數(shù) */ if (argc != 3) 
 { printf("Usage: %s\n", argv[0]); return -1;
 } /* 2. 打開文件 */ fd = open(argv[1], O_RDWR); if (fd == -1)
 { printf("can not open file %s\n", argv[1]); return -1;
 } /* 3. 寫文件 */ if (0 == strcmp(argv[2], "on"))
 {
  status = 1;
  write(fd, &status, 1);
 } else {
  status = 0;
  write(fd, &status, 1);
 }
 
 close(fd); return 0;
}

4、Makefile文件

5、驗(yàn)證

編譯設(shè)備樹文件、以模塊的方式編譯驅(qū)動(dòng)文件。并把編譯生成以下幾個(gè)文件上傳到板子里:

100ask_imx6ull-14x14.dtb

leddrv.ko

ledtest

這里我們使用百問網(wǎng)開發(fā)的100ask_imx6ull_flashing_tool工具來上傳,如

也可以使用開發(fā)板掛載NFS來上傳這幾個(gè)文件,關(guān)于NFS可查看往期筆記:【Linux筆記】掛載網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)

100ask_imx6ull_flashing_tool工具默認(rèn)把文件上傳到根目錄。我們需要手動(dòng)把100ask_imx6ull-14x14.dtb文件拷貝到/boot目錄下并重啟。

測試結(jié)果如:


同時(shí),led燈也對應(yīng)著亮、滅。

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