STM32MP157驱动开发——LED 驱动（ GPIO 子系统）

编写思路

阅读：STM32MP157驱动开发——GPIO 和 和 Pinctrl 子系统的概念可知利用GPIO子系统去编写LED驱动，不需要写寄存器的操作，只需要配置使用Pinctrl 子系统

通过观看确定引脚并生成设备树文件视频，可以使用stm32cubemx去生成设备树文件，指定引脚的功能。但是由于ST公司对于 STM32MP157 系列芯片，GPIO 为默认模式 不需要再进行配置Pinctrl 信息。我们可以通过手动修改设备树文件完成 Pinctrl配置

步骤：

1. GPIO 本身需要确定引脚，这也需要在设备树里指定。设备树节点会被内核转换为 platform_device。

2. 对应的，驱动代码中要注册一个 platform_driver，在 probe 函数中：获得引脚、注册 file_operations。

3. 在 file_operations 中：设置方向、读值/写值。

GPIO子系统的LED驱动程序(stm32mp157)

如何找到引脚功能和配置信息

• 有些芯片提供了设备树生成工具，在 GUI 界面中选择引脚功能和配置信息，就可以自动生成 Pinctrl 子结点。把它复制到你的设备树文件中，再在client device 结点中引用就可以。

• 有些芯片只提供文档， 那就去阅读文档 ， 一 般在内核源码目录Documentation\devicetree\bindings\pinctrl 下面，保存有该厂家的文档。

• 如果连文档都没有，那只能参考内核源码中的设备树文件，在内核源码目录 arch/arm/boot/dts 目录下。

在设备树中添加 Pinctrl 信息

GPIO子系统与Pinctrl子系统关系密切，使用gpiod_get 等函数获取GPIO引脚时，他就会被设置为GPIO功能【gpiod_get 内部调用Pinctrl标准函数】，需要在Pinctrl里面设置，所以不用用到STM32CubeMX去生成设备Pinctrl，只需要修改设备树文件，添加设备节点

ST 公司对于 STM32MP157 系列芯片，GPIO 为默认模式 不需要再进行配置Pinctrl 信息。

设备节点信息放在 arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dts 根节点下

myled {
	compatible = "my_led,leddrv";
	pinctrl-names = "default";
	led-gpios = <&gpioa 10 GPIO_ACTIVE_LOW>;
};

注意，如果其他设备树文件也用到该节点，需要设置属性为disabled状态，在arch/arm/boot/dts目录下执行如下指令查找哪些设备树用到该节点

grep "gpioa 10" * -nr

如果用到该节点，需要添加属性去屏蔽：

status = "disabled";

leddrv.c

#include 
#include 

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 


/* 1. 确定主设备号                                                                 */                                                               
static int major = 0;
static struct class *led_class;
static struct gpio_desc *led_gpio;


/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体                   */
static ssize_t led_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* write(fd, &val, 1); */
static ssize_t led_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	char status;
	//struct inode *inode = file_inode(file);
	//int minor = iminor(inode);
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_from_user(&status, buf, 1);

	/* 根据次设备号和status控制LED */
	gpiod_set_value(led_gpio, status);
	
	return 1;
}

static int led_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
	//int minor = iminor(node);
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	/* 根据次设备号初始化LED */
	gpiod_direction_output(led_gpio, 0);
	
	return 0;
}

static int led_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* 定义自己的file_operations结构体                                              */                                        
static struct file_operations led_drv = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.open    = led_drv_open,
	.read    = led_drv_read,
	.write   = led_drv_write,
	.release = led_drv_close,
};

/* 4. 从platform_device获得GPIO
 *    把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序
 */
static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{
	//int err;
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

	/* 4.1 设备树中定义有: led-gpios=<...>;	*/
    led_gpio = gpiod_get(&pdev->dev, "led", 0);
	if (IS_ERR(led_gpio)) {
		dev_err(&pdev->dev, "Failed to get GPIO for led\n");
		return PTR_ERR(led_gpio);
	}
    
	/* 4.2 注册file_operations 	*/
	major = register_chrdev(0, "my_led", &led_drv);  /* /dev/led */

	led_class = class_create(THIS_MODULE, "my_led_class");
	if (IS_ERR(led_class)) {
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "led");
		gpiod_put(led_gpio);//内部调用gpiod_free
		return PTR_ERR(led_class);
	}

	device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "my_led%d", 0); /* /dev/my_led0 */
        
    return 0;
    
}

static int chip_demo_gpio_remove(struct platform_device *pdev)
{
	//销毁时要按照注册的顺序反过来，因为设备节点是创建在类下面，如果先销毁类则找不到该设备节点
	device_destroy(led_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(led_class);
	unregister_chrdev(major, "my_led");
	gpiod_put(led_gpio);
    
    return 0;
}


static const struct of_device_id my_leds[] = {
    { .compatible = "my_led,leddrv" },//与设备树的compatible 属性进行匹配
    { },
};

/* 1. 定义platform_driver */
static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver = {
    .probe      = chip_demo_gpio_probe,
    .remove     = chip_demo_gpio_remove,
    .driver     = {
        .name   = "my_led",
        .of_match_table = my_leds,
    },
};

/* 2. 在入口函数注册platform_driver */
static int __init led_init(void)
{
    int err;
    
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	
    err = platform_driver_register(&chip_demo_gpio_driver); 
	
	return err;
}

/* 3. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数
 *     卸载platform_driver
 */
static void __exit led_exit(void)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

    platform_driver_unregister(&chip_demo_gpio_driver);
}



/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

ledtest.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/*
 * ./ledtest /dev/my_led0 on
 * ./ledtest /dev/my_led0 off
 */
int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	char status;
	
	/* 1. 判断参数 */
	if (argc != 3) 
	{
		printf("Usage: %s  \n", argv[0]);
		return -1;
	}

	/* 2. 打开文件 */
	fd = open(argv[1], O_RDWR);
	if (fd == -1)
	{
		printf("can not open file %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);
	
	return 0;
}

Makefile

# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH,          比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH,          比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin 
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
#       请参考各开发板的高级用户使用手册

KERN_DIR = /home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4

all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
	$(CROSS_COMPILE)gcc -o ledtest ledtest.c 

clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order
	rm -f ledtest

# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y := a.o b.o
# obj-m += ab.o



obj-m += leddrv.o

编译测试

首先要设置 ARCH、CROSS_COMPILE、PATH 这三个环境变量后，进入 ubuntu 上板子内核源码的目录，在Linux内核源码根目录下，执行如下命令即可编译 dtb 文件：

make dtbs V=1

编译好的文件在路径由DTC指定，移植设备树到开发板的共享文件夹中，先保存源文件，然后覆盖源文件，重启后会挂载新的设备树，进入该目录查看是否有新添加的设备节点

cd /sys/firmware/devicetree/base 

编译驱动程序，在Makefile文件目录下执行make指令，此时，目录下有编译好的内核模块leddrv.ko和交叉编译的可执行程序ledtest ，移植到开发板上

确定一下烧录系统：cat /proc/mounts，查看boot分区挂载的位置，将其重新挂载在boot分区：mount /dev/mmcblk2p2 /boot，将共享文件夹里面的设备树文件拷贝到boot目录下

cp /mnt/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb /boot

重启后挂载，运行

insmod leddrv.ko
ls /dev/my_led0
./ledtest /dev/my_led0 on
./ledtest /dev/my_led0 off