Linux设备树实例分析

我们可以从LED程序中榨取很多知识：基本的驱动框架、驱动的简单分层、驱动的分层+分离思想、总线设备驱动模型、设备树等。这大多都是结合韦老师的教程学的。这篇笔记结合LEDdemo（基于设备树）来学习、分析：下面是LED程序的几个层次结构图：注意：层与层之间的箭头指向是相对的，从哪指向哪看你怎么理解。比如有两个函数：函数A和函数B，我们可以说函数A调用函数B，也可以说函数B被函数A调用。本篇基于第⑤个图来分析。我们先来体验一下使用设备树描述引脚信息的方式来点灯。修改内核目录Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts下的100ask_imx6ull-14x14.dts设备树文件。把出厂带的设备树文件的led相关节点给屏蔽掉，然后添加如下节点信息至根节点：#defineGROUP_PIN(g,p)((g16)|(p))100ask_led@0{compatible=100as,leddrv;pin=GROUP_PIN(5,3);};修改后的设备树文件内容如：在内核根目录下使用如下命令编译设备树源文件：makedtbsV=1然后把设备树文件与可加载的led驱动模块、led应用程序上传到板子里：上传成功的文件如下：运行测试：实验过程分析这个实验的led驱动同样依赖的是总线设备驱动模型。描述设备有两种方法：一种是直接用platform_device结构体来指定，另一种是用设备树来指定。在本次的实验中我们就是用设备树来描述设备。之前我们用platform_device结构体来指定设备信息时，platform_driver是直接从platform_device结构体里拿资源的，如：现在我们用设备树来指定设备信息时，platform_driver是如何获取相关资源的呢？大致过程如下：这里我们还需要注意的一点是：并不是所有的设备树节点都可以转换为platform_device。下面看看几条规则：根节点下含有compatile属性的子节点能转换为platform_device；含有特定compatile属性（它的值是simple-bus,simplemfd,isa,arm,amba-bus四者之一）的节点的子节点能转换为platform_device；I2C、SPI总线节点下的子节点不不不能转换为platform_device，这些总线下的子节点，应该交给对应的总线驱动程序来处理。下面看一个例子：接下来，我们简单来看一下platform_device与platform_driver匹配的函数：这里，我们来看第二种匹配方式（使用设备树时的匹配方式）。下面看看具体如何匹配：其中过程①优先匹配，其次是过程②，最后是过程③。但是，实际上现在主要使用的是过程①的匹配，即匹配compatible属性。过程②与过程③已经过时了，Linux内核不推荐使用这两种匹配方法。在本次实验中，我们的匹配示意图如下：实验代码1、应用程序ledtest.c：intmain(intargc,char**argv){intfd;charstatus;/*1.判断参数*/if(argc!=3){printf(Usage:%sdevon|off\n,argv[0]);return-1;}/*2.打开文件*/fd=open(argv[1],O_RDWR);if(fd==-1){printf(cannotopenfile%s\n,argv[1]);return-1;}/*3.写文件*/if(0==strcmp(argv[2],on)){status=1;write(fd,&status,1);}else{status=0;write(fd,&status,1);}close(fd);return0;}运行测试命令：./ledtest/dev/100ask_led0on./ledtest/dev/100ask_led0offintmain(intargc,char**argv)形式的main函数相关笔记：main()函数有哪几种形式？。2、驱动层leddrv.c这一层主要是放一些通用的驱动操作函数，核心代码如：驱动程序入口函数：open、write函数：其它代码：其中led的操作结构体如下：3、硬件层：chip_demo_gpio.c这一层主要是一些寄存器相关的操作，及platform_driver相关。与上一个实验代码不同的部分就是这个文件。（1）驱动初始化函数：（2）probe函数：当设备树的compatible属性与platform_driver中的设备匹配表中的compatible成员互相匹配时会执行此函数获取设备信息。这里的pin属性与compatible属性（标准属性）类别不同，pin属性是个自定义属性。我们可以使用of_property_read_u32函数来获取这些自定义属性的内容。这些函数大多在文件include/linux/of.h中可以找到：（3）led寄存器操作相关的代码：/*寄存器物理地址*/#defineCCM_CCGR1_BASE(0X020C406C)#defineSW_MUX_GPIO5_IO03_BASE(0X02290014)#defineGPIO5_DR_BASE(0X020AC000)#defineGPIO5_GDIR_BASE(0X020AC004)/*映射后的寄存器虚拟地址指针*/staticvoid__iomem*CCM_CCGR1;staticvoid__iomem*SW_MUX_GPIO5_IO03;staticvoid__iomem*GPIO5_DR;staticvoid__iomem*GPIO5_GDIR;/*初始化LED,which-哪个LED*/staticintboard_demo_led_init(intwhich){intgroup,pin;unsignedintval;group=GROUP(g_ledpins[which]);pin=PIN(g_ledpins[which]);printk(initgpio:group%d,pin%d\n,group,pin);/*100ask_IMX6uLL_BoardLED：GPIO5_3*/if((5==group)&&(3==pin)){/*相关寄存器物理地址与虚拟地址之间的映射*//*1、地址映射：时钟寄存器*/CCM_CCGR1=ioremap(CCM_CCGR1_BASE,4);/*2、地址映射：模式寄存器*/SW_MUX_GPIO5_IO03=ioremap(SW_MUX_GPIO5_IO03_BASE,4);/*3、地址映射：数据寄存器*/GPIO5_DR=ioremap(GPIO5_DR_BASE,4);/*地址映射：方向寄存器*/GPIO5_GDIR=ioremap(GPIO5_GDIR_BASE,4);/*使能GPIO5时钟*/val=readl(CCM_CCGR1);/*读出当前CCM_CCGR1配置值*/val&=~(330);/*清除以前的设置*/val|=(330);/*设置新值*/writel(val,CCM_CCGR1);/*设置GPIO5_IO03的为IO模式*/writel(5,SW_MUX_GPIO5_IO03);/*设置GPIO5_IO03方向为输出*/val=readl(GPIO5_GDIR);val&=~(13);val|=(13);writel(val,GPIO5_GDIR);}else{printk(Thisisnot100ask_IMX6ULL_Board!\n);}return0;}/*控制LED,which-哪个LED,status:1-亮,0-灭*/staticintboard_demo_led_ctl(intwhich,charstatus){intgroup,pin;unsignedintval;group=GROUP(g_ledpins[which]);pin=PIN(g_ledpins[which]);printk(initgpio:group%d,pin%d\n,group,pin);/*100ask_IMX6uLL_BoardLED：GPIO5_3*/if((5==group)&&(3==pin)){/*点灯*/if(1==status){printk(ledon\n);val=readl(GPIO5_DR);val&=~(13);writel(val,GPIO5_DR);}/*灭灯*/elseif(0==status){printk(ledoff\n);val=readl(GPIO5_DR);val|=(13);writel(val,GPIO5_DR);}else{}}else{printk(Thisisnot100ask_IMX6ULL_Board!\n);}return0;}4、Makefile文件运行测试这在文章开头的体验设备树一节中也有演示测试结果：同时，在目录/sys/firmware/devicetree/base下，我们可以查看设备树节点：可以看到，我们创建的设备树节点100ask_led@0也在该目录下。100ask_led@0节点本身就是一个文件夹，可以使用cd命令进入该文件夹查看该节点的属性信息：属性值是字符串时，用cat命令可以打印出来；属性值是数值时，用hexdump命令可以打印出来。