通过编写游戏程序的视角去编写字符驱动--设备树-百问imx6ull-pro
本文基于imx6ull-pro百问网开发板进行驱动开发设计
编写驱动就好比是创建一个游戏并注册一个角色，每一步都是有意义的
对于这个游戏本身，我们也是管理者。首先先把游戏的初始化、退出框架搭好，然后提供自己的合法证书跟签名，别忘了把制作游戏的工具（头文件）也准备好
#include 初始化
游戏准备好了就可以创建角色（设备）了，可以自己提前设置好账号也可以向系统申请账号（设备号），为了方便管理这些账号，我们特意在初始化外设计了一种结构体方便管理（角色）设备。
这里特别说明一下cdev结构体，它里面包括了设备号以及最重要的ops函数（file_operations）可以理解为存储着账号和用户的技能面板可以理解为账户
在设备结构体 dtsled_dev 中添加了成员变量 nd，nd 是 device_node 结构体类型指针，表示设备节点。如果我们要读取设备树某个节点的属性值，首先要先得到这个节点，一般在设备结构体中添加 device_node 指针变量来存放这个节点。
/* dtsled设备结构体 */
struct dtsled_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 */
};
struct dtsled_dev dtsled; /* led设备 */
接着从服务器（设备树）中获得相应的游戏组件数据：设备树节点、compatible、status、reg属性
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 nost find!\r\n");
return -EINVAL;
} else {
printk("alphaled node find!\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");
}
之后是对要操作的寄存器进行虚拟地址与物理地址的映射
下面是在设备树里添加的节点
alphaled {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "atkalpha-led";
status = "okay";
reg = < 0X020C406C 0X04 /* CCM_CCGR1_BASE */
0X02290014 0X04 /* SW_MUX_GPIO5_IO03_BASE */
0X02290058 0X04 /* SW_PAD_GPIO5_IO03_BASE */
0X020AC000 0X04 /* GPIO5_DR_BASE */
0X020AC004 0X04 >; /* GPIO5_GDIR_BASE */
};
使用 of_iomap 函数一次性完成读取 reg 属性以及内存映射，of_iomap 函数是设备树推荐使用的 OF 函数。
IMX6U_CCM_CCGR1 = of_iomap(dtsled.nd, 0);
SW_MUX_GPIO5_IO03 = of_iomap(dtsled.nd, 1);
SW_PAD_GPIO5_IO03 = of_iomap(dtsled.nd, 2);
GPIO5_DR = of_iomap(dtsled.nd, 3);
GPIO5_GDIR = of_iomap(dtsled.nd, 4);
拿到了寄存器的地址就可以编写硬件寄存器的初始化了
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GPIO5_IO03的复用功能，将其复用为
* GPIO5_IO03，最后设置IO属性。
*/
writel(5, SW_MUX_GPIO5_IO03);
/*寄存器SW_PAD_GPIO5_IO03设置IO属性
*bit 16:0 HYS关闭
*bit [15:14]: 00 默认下拉
*bit [13]: 0 kepper功能
*bit [12]: 1 pull/keeper使能
*bit [11]: 0 关闭开路输出
*bit [7:6]: 10 速度100Mhz
*bit [5:3]: 110 R0/6驱动能力
*bit [0]: 0 低转换率
*/
writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO5_IO03);
/* 4、设置GPIO5_IO03为输出功能 */
val = readl(GPIO5_GDIR);
val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的设置 */
val |= (1 << 3); /* 设置为输出 */
writel(val, GPIO5_GDIR);
/* 5、默认关闭LED */
val = readl(GPIO5_DR);
val |= (1 << 3);
writel(val, GPIO5_DR);
这里注册设备，类似于创建账号，可以自定义账号也可以按系统随机分配
/* 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);
然后就是初始化账户组件
/* 2、初始化cdev */
dtsled.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&dtsled.cdev, &dtsled_fops);
将新创建的账户添加进系统
/* 3、添加一个cdev */
cdev_add(&dtsled.cdev, dtsled.devid, DTSLED_CNT);
为了让用户有更好的体验，我们还要设计一个自动登录和自动注销的组件，对此驱动设备也有一套自动创建和销毁的函数，前提条件是创建一个设备类才可以调用
/* 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);
}
**
OPS函数的编写
**
游戏初始化以后就可以设置，角色的具体操作了
先列好大纲，我的角色的技能有哪些（基本操作函数：读、写、打开设备、关闭设备）
/* 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,
};
在写基本函数前，先封装好写寄存器的操作函数，之后方便直接调用
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);
}
}
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &dtsled; /* 设置私有数据 */
return 0;
}
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;
}
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
EXIT
不管是做游戏还是写代码都要有头有尾
最后退出时把硬件的映射消除，要注销账号，还要把之前创建的设备类给销毁
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);
}
至此整个驱动已经完整的写好了