正点原子嵌入式linux驱动开发——设备树下platform驱动
在上一篇笔记中，详细的讲解了Linux下的驱动分离与分层，以及总线、设备和驱动这样的驱动框架。基于总线、设备和驱动这样的驱动框架，Linux内核提出来platform这个虚拟总线，相应的也有platform设备和platform驱动。上一篇笔记中讲解了传统的、未采用设备树的platform设备和驱动编写方法。最新的Linux内核已经支持了设备树，因此在设备树下如何编写platform驱动就显得尤为重要，本章就来学习一下如何在设备树下编写platform驱动。
设备树下platform驱动简介
platform驱动框架分为总线、设备和驱动，其中总线不需要驱动程序员去管理，这个是Linux内核提供的，在编写驱动的时候只要关注于设备和驱动的具体实现即可。在没有设备树的Linux内核下，需要分别编写并注册platform_device和platform_driver，分别代表设备和驱动。在使用设备树的时候，设备的描述被放到了设备树中，因此platform_device就不需要去编写了，只需要实现platform_driver即可。
修改pinctrl-stm32.c
在之前的笔记中已经学习过了pinctrl，但是在后续的实验中却一直没有使用pinctrl。按道理来讲，在使用某个引脚的时候需要先配置其电气属性，比如复用、输入还是输入、默认上下拉等！但是在前面的实验中均没有配置引脚的电气属性，也就是引脚的pinctrl配置。这是因为ST针对STM32MP1提供的Linux系统中，其pinctrl配置的电气属性只能在platform平台下被引用。
比如正点原子针对I.MX6ULL芯片开发的时候，Linux系统启动运行过程中会自动解析设备树下的pinctrl配置，然后初始化引脚的电气属性，不需要platform驱动框架。所以pinctrl什么时候有效，不同的芯片厂商有不同的处理方法，一切以实际所使用的芯片为准！
对于STM32MP1来说，在使用pinctrl的时候需要修改一下pinctrl-stm32.c这个文件，否则当某个引脚用作GPIO的时候会提示此引脚无法申请到，如下图所示：
从上图可以看出，提示PI0这个IO已经被其他外设申请走了，不能再申请。打开pinctrl-stm32.c这个文件，找到如下所示代码：
第7行的strict成员变量默认为true，需要将其改为false。修改完成以后使用如下命令重新编译Linux内核：
| make uImage LOADADDR=0XC2000040 -j16 //编译内核 |
编译完成后使用心得uImage启动即可。
创建设备的pinctrl节点
上面已经说了，在platform驱动框架下必须使用pinctrl来配置引脚复用功能。以本章实验需要用到的LED0为例，编写LED0引脚的pinctrl配置。打开stm32mp15-pinctrl.dtsi文件，STM32MP1的所有引脚pinctrl配置都是在这个文件里面完成的，在pinctrl节点下添加如下所示内容：
示例代码35.1.2.1 GPIO的pinctrl配置
1 led_pins_a: gpioled-0 {
2 pins {
3 pinmux = <STM32_PINMUX('I', 0, GPIO)>;
4 drive-push-pull;
5 bias-pull-up;
6 output-high;
7 slew-rate = <0>;
8 };
9 };
示例代码35.1.2.1中的led_pins_a节点就是LED的pinctrl配置，把PI0端口复用为GPIO功能，同时设置PI0的电气特性。之前的笔记中已经学习过如何配置STM32MP1的电气属性，这里就简单介绍一下LED0的配置：
第3行，设置PI0复用为GPIO功能。
第4行，设置PI0为推挽输出。
第5行，设置PI0内部上拉。
第6行，设置PI0默认输出高电平。
第7行，设置PI0的速度为0档，也就是最慢。
在设备树中创建设备节点
接下来要在设备树中创建设备节点来描述设备信息，重点是要设置好compatible属性的值，因为platform总线需要通过设备节点的compatible属性值来匹配驱动！这点要切记。修改之前创建好的gpioled节点，修改后如下所示：
示例代码35.1.3.1 gpioled设备节点
1 gpioled {
2 compatible = "alientek,led";
3 pinctrl-names = "default";
4 status = "okay";
5 pinctrl-0 = <&led_pins_a>;
6 led-gpio = <&gpioi 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
7 };
第2行的compatible属性值为“alientek,led”，因此一会在编写platform驱动的时候of_match_table属性表中要有“alientek,led”。
第5行里，pinctrl-0属性设置LED的PIN对应的pinctrl节点，也就是在示例代码35.1.1中编写的led_pins_a。
编写platform驱动要注意兼容属性
上一章已经详细的讲解过了，在使用设备树的时候platform驱动会通过of_match_table来保存兼容性值，也就是表明此驱动兼容哪些设备。所以，of_match_table将会尤为重要，比如本例程的platform驱动中platform_driver就可以按照如下所示设置：
示例代码35.1.4.1 of_match_table匹配表的设置
1 static const struct of_device_id led_of_match[] = {
2 { .compatible = "alientek,led" }, /* 兼容属性 */
3 { /* Sentinel */ }
4 };
5
6 MODULE_DEVICE_TABLE(of, led_of_match);
7
8 static struct platform_driver led_platform_driver = {
9 .driver = {
10 .name = "stm32mp1-led",
11 .of_match_table = led_of_match,
12 },
13 .probe = led_probe,
14 .remove = led_remove,
15 };
第1-4行，of_device_id表，也就是驱动的兼容表，是一个数组，每个数组元素为of_device_id类型。每个数组元素都是一个兼容属性，表示兼容的设备，一个驱动可以跟多个设备匹配。这里仅仅匹配了一个设备，那就是示例代码35.1.2中创建的gpioled这个设备。第2行的compatible值为“alientek,led”，驱动中的compatible属性和设备中的compatible属性相匹配，因此驱动中对应的probe函数就会执行。注意第3行是一个空元素，在编写of_device_id的时候最后一个元素一定要为空！
第6行， 通过MODULE_DEVICE_TABLE声明一下led_of_match这个设备匹配表。
第11行，设置platform_driver中的of_match_table匹配表为上面创建的leds_of_match，至此就设置好了platform驱动的匹配表了。
最后就是编写驱动程序，基于设备树的platform驱动和上一章无设备树的platform驱动基本一样，都是当驱动和设备匹配成功以后先根据设备树里的pinctrl属性设置PIN的电气特性再去执行probe函数。需要在probe函数里面执行字符设备驱动那一套，当注销驱动模块的时候remove函数就会执行，都是大同小异的。
检查引脚复用配置
检查引脚pinctrl配置
STM32MP1的一个引脚可以复用为多种功能，比如PI0可以作为GPIO、TIM5_CH4、SPI2_NSS、DCMI_D13、LCD_G5等。在做STM32单片机开发的时候，一个IO可以被多个外设使用，比如PI0同时作为TIM5_CH4、LCD_G5，但是同一时刻只能用做一个功能。在嵌入式Linux下，要严格按照一个引脚对应一个功能来设计硬件，比如PI0现在要用作GPIO来驱动LED灯，那么就不能将PI0作为其他功能。
正点原子STM32MP1开发板上将PI0连接到了LED0上，也就是将其用作普通的GPIO对应的pinctrl配置就是示例代码35.1.2.1。但是stm32mp15-pinctrl.dtsi是ST根据自己官方EVK开发板编写的，因此PI0就可能被ST官方用作其他功能，在stm32mp15-pinctrl.dtsi里面找到如下所示代码：
从上图可以看出，ST官方默认将PI0复用为LCD_G5，前面说了，一个IO只能复用为一个功能，因此需要将上图中的“
上图中的ltdc_pins_sleep_a节点也将PI0复用为LCD_G5，将这行代码也屏蔽掉。确保所使用的设备树中，一个引脚只复用为一个功能！
检查GPIO占用
上一小节只是检查了一下，PI0这个引脚有没有被复用为多个设备，本节将PI0复用为GPIO。因为是在ST官方提供的设备树上修改的，因此还要检查一下当PI0作为GPIO的时候，ST官方有没有将这个GPIO分配给其他设备。
所以当将一个引脚用作GPIO的时候，一定要检查一下当前设备树里面是否有其他设备也使用到了这个GPIO，保证设备树中只有一个设备树在使用这个GPIO。
硬件原理图分析
就是LED，这里就不分析了。
实验程序编写
需要在设备树中添加设备节点，然后只需要编写platform驱动即可。
修改设备树文件
首先修改设备树文件，加上需要的设备信息，本章就使用到一个LED0。需要创建LED0引脚的pinctrl节点，这个直接使用示例代码35.1.2.1中的led_pins_a节点 。另外也要创建一个LED0设备节点，这个直接使用示例代码35.1.3.1中的gpioled设备节点。
platform驱动程序编写
这里的驱动和之前的gpio驱动LED很类似。
设备结构体中，需要有设备节点和GPIO的标号。
在led_switch中，就可以通过gpio_set_value直接控制。
led_gpio_init中，需要通过of_get_named_gpio获取设备树中的gpio，然后通过gpio_request申请使用GPIO，并通过gpio_directon_output设置GPIO是输出以及初始高电平。
led_write中，与之前一样，就是copy_to_user读取命令，然后led_switch控制LED的状态。
在这里，最重要的就是自己实现的probe函数led_probe，在其中首先通过led_gpio_init初始化LED；然后就是字符设备的初始化，alloc_chrdev_region设置设备号；通过cdev_init初始化cdev，然后cdev_add添加cdev；然后class_create创建类，device_create创建设备。
led_remove就是要在卸载驱动的时候先gpio_set_value关闭LED，然后gpio_free注销GPIO；之后就是字符设备的常规操作，cdev_del，然后unregister_chrdev_region，然后device_destroy以及class_destroy。
然后要创建匹配列表，of_device_id结构体类型的led_of_match[]数组，里面要设置.compatible属性，且要与节点的名字匹配；完成这个数组之后要调用MODULE_DEVICE_TABLE传入这个自定义的led_of_match数组。
只有需要定义platform_driver驱动结构体，里面要设置.driver(.name要与.compatible匹配，.of_match_table需要刚才设置的那个数组)，然后添加.probe和.remove。
最后要写驱动加载和卸载函数，就是在leddriver_init中return出来platform_driver_register；在leddriver_exit中调用platform_driver_unregister。
编写测试APP
这个直接使用之前的platform实验的APP就可以了。
运行测试
编译驱动程序
Makefile把obj-m改成leddriver.o，然后“make”一下就可以了。
编译测试APP
把之前没有设备树的platform的APP拿过来就可以了。
运行测试
将上一小节编译出来leddriver.ko拷贝到rootfs/lib/modules/5.4.31目录中，重启开发板，进
入到目录lib/modules/5.4.31中，输入如下命令加载leddriver.ko这个驱动模块：
| depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令 modprobe leddriver.ko //加载驱动模块 |
驱动模块加载完成以后到/sys/bus/platform/drivers/目录下查看驱动是否存在，在leddriver.c中设置name字段为“stm32mp1-led”，因此会在/sys/bus/platform/drivers/目录下存在名为“stm32mp1-led”这个文件。同理，在 /sys/bus/platform/devices/目录下也存在led的设备文件，也就是设备树中gpioled这个节点。
驱动和模块都存在，当驱动和设备匹配成功以后就会输出如下图所示一行语句：
驱动和设备匹配成功以后就可以测试LED灯驱动了，输入如下命令来控制LED：
| ./ledApp /dev/dtsplatled 1 //打开LED灯 ./ledApp /dev/dtsplatled 0 //关闭LED灯 |
如果要卸载驱动的话输入如下命令即可：
| rmmod leddriver.ko |
总结
这一章和之前的无设备树的platform很类似，就是要修改设备树文件来添加自己的节点。
需要首先修改pinctrl-stm32.c文件，把其中的stm32_pmx_ops的.strict属性改为false，然后重新编译Linux内核。
然后在stm32mp15-pinctrl.dtsi中，添加相关引脚的pinctrl设置，也就是电气属性的设置；然后在设备树文件stm32mp157d-atk.dts中添加相关节点的信息，与pinctrl关联起来。修改时，需要检查pinctrl的dtsi文件中，该引脚是否已经有过设置，有的话就要注释掉防止冲突。
在驱动编写的时候，就是把platform和之前的gpio的实验结合在一起来写，就是在gpio的基础上，添加匹配列表以及platform驱动结构体，probe函数完成字符设备的注册，remove函数完成驱动注销；然后驱动的加载和卸载改成platform的就可以了。