【IMX6ULL学习笔记】十六、设备树下LED驱动

一、修改设备树文件

在根节点“/”下创建一个名为“alphaled”的子节点，打开 imx6ull-alientek-emmc.dts 文件，在根节点“/”最后面输入如下所示内容：

alphaled {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "atkalpha-led";
status = "okay";
reg = < 0X020C406C 0X04 /* CCM_CCGR1_BASE */
        0X020E0068 0X04 /* SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE */
        0X020E02F4 0X04 /* SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE */
        0X0209C000 0X04 /* GPIO1_DR_BASE */
        0X0209C004 0X04 >; /* GPIO1_GDIR_BASE */
};

第 2、3 行：属性#address-cells 和#size-cells 都为 1，表示 reg 属性中起始地址占用一个字长(cell)，地址长度也占用一个字长(cell)。
第 4 行：属性 compatbile 设置 alphaled 节点兼容性为“atkalpha-led”。
第 5 行：属性 status 设置状态为“okay”。
第 6~10 行：reg 属性，非常重要！reg 属性设置了驱动里面所要使用的寄存器物理地址，比如第 6 行的“0X020C406C 0X04”表示 I.MX6ULL 的 CCM_CCGR1 寄存器，其中寄存器首地址为 0X020C406C，长度为 4 个字节。
设备树修改完成以后输入如下命令重新编译一下 imx6ull-alientek-emmc.dts：

make dtbs

编译完成以后得到 imx6ull-alientek-emmc.dtb

二、LED 灯驱动程序编写
新建 dtsled.c 文件，在 dtsled.c 里面输入如下内容：

#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 <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
 
#define DTSLED_CNT 1         /* 设备号个数 */
#define DTSLED_NAME "dtsled" /* 名字 */
#define LEDOFF 0             /* 关灯 */
#define LEDON 1              /* 开灯 */

/* 映射后的寄存器虚拟地址指针 */
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;

/* dtsled 设备结构体 */
struct dtsled_dev{
    dev_t devid; /* 设备号 */
    int major;   /* 主设备号 */
    int minor;   /* 次设备号 */
    struct cdev cdev;       /* cdev */
    struct class *class;    /* 类 */
    struct device *device;  /* 设备 */
    struct device_node *nd; /* 设备节点 */
};

struct dtsled_dev dtsled; /* 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(GPIO1_DR);
        val &= ~(1 << 3);
        writel(val, GPIO1_DR);
    }else if(sta == LEDOFF) {
        val = readl(GPIO1_DR);
        val|= (1 << 3);
        writel(val, GPIO1_DR);
    }
}

/*
 * @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 = &dtsled; /* 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;

    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;
}

/*
 * @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 dtsled_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = led_open,
    .read = led_read,
    .write = led_write,
    .release = led_release,
};

/*
 * @description : 驱动入口函数
 * @param : 无
 * @return : 无
 */
static int __init led_init(void)
{
    u32 val = 0;
    int ret;
    u32 regdata[14];
    const char *str;
    struct property *proper;

    /* 获取设备树中的属性数据 */
    /* 1、获取设备节点：alphaled */
    dtsled.nd = of_find_node_by_path("/alphaled");
    if(dtsled.nd == NULL) {
        printk("alphaled node can not found!\r\n");
        return -EINVAL;
    } else {
        printk("alphaled node has been found!\r\n");
    }

    /* 2、获取 compatible 属性内容 */
    proper = of_find_property(dtsled.nd, "compatible", NULL);
    if(proper == NULL) {
        printk("compatible property find failed\r\n");
    } else {
        printk("compatible = %s\r\n", (char*)proper->value);
    }

    /* 3、获取 status 属性内容 */
    ret = of_property_read_string(dtsled.nd, "status", &str);
    if(ret < 0){
        printk("status read failed!\r\n");
    } else {
        printk("status = %s\r\n",str);
    }

    /* 4、获取 reg 属性内容 */
    ret = of_property_read_u32_array(dtsled.nd, "reg", regdata, 10);
    if(ret < 0) {
        printk("reg property read failed!\r\n");
    } else {
        u8 i = 0;
        printk("reg data:\r\n");
        for(i = 0; i < 10; i++)
            printk("%#X ", regdata[i]);
        printk("\r\n");
    }

    /* 初始化 LED */
    #if 0
    /* 1、寄存器地址映射 */
    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]);
    #else
    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);
    #endif

    /* 2、使能 GPIO1 时钟 */
    val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
    val &= ~(3 << 26); /* 清楚以前的设置 */
    val |= (3 << 26); /* 设置新值 */
    writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);
    
    /* 3、设置 GPIO1_IO03 的复用功能，将其复用为
    * GPIO1_IO03，最后设置 IO 属性。
    */
    writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);

    /* 寄存器 SW_PAD_GPIO1_IO03 设置 IO 属性 */
    writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);

    /* 4、设置 GPIO1_IO03 为输出功能 */
    val = readl(GPIO1_GDIR);
    val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的设置 */
    val |= (1 << 3); /* 设置为输出 */
    writel(val, GPIO1_GDIR);

    /* 5、默认关闭 LED */
    val = readl(GPIO1_DR);
    val |= (1 << 3);
    writel(val, GPIO1_DR);

    /* 注册字符设备驱动 */
    /* 1、创建设备号 */
    if (dtsled.major) {
        /* 定义了设备号 */
        dtsled.devid = MKDEV(dtsled.major, 0);
        register_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT,
        DTSLED_NAME);
    } else { /* 没有定义设备号 */
        alloc_chrdev_region(&dtsled.devid, 0, DTSLED_CNT,
        DTSLED_NAME); /* 申请设备号 */
        dtsled.major = MAJOR(dtsled.devid); /* 获取分配号的主设备号 */
        dtsled.minor = MINOR(dtsled.devid); /* 获取分配号的次设备号 */
    }
    printk("dtsled major=%d,minor=%d\r\n",dtsled.major, dtsled.minor);

    /* 2、初始化 cdev */
    dtsled.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&dtsled.cdev, &dtsled_fops);

    /* 3、添加一个 cdev */
    cdev_add(&dtsled.cdev, dtsled.devid, DTSLED_CNT);

    /* 4、创建类 */
    dtsled.class = class_create(THIS_MODULE, DTSLED_NAME);
    if (IS_ERR(dtsled.class)) {
        return PTR_ERR(dtsled.class);
    }

    /* 5、创建设备 */
    dtsled.device = device_create(dtsled.class, NULL, dtsled.devid, NULL, DTSLED_NAME); 
    if (IS_ERR(dtsled.device)) {
        return PTR_ERR(dtsled.device);
    }
    return 0;
}

/*
 * @description : 驱动出口函数
 * @param : 无
 * @return : 无
 */
static void __exit led_exit(void)
{
    /* 取消映射 */
    iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
    iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
    iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
    iounmap(GPIO1_DR);
    iounmap(GPIO1_GDIR);

    /* 注销字符设备驱动 */
    cdev_del(&dtsled.cdev);/* 删除 cdev */
    unregister_chrdev_region(dtsled.devid, DTSLED_CNT);/*注销设备号*/

    device_destroy(dtsled.class, dtsled.devid);
    class_destroy(dtsled.class);
}

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("KODO");