IMX6ULL开发平台Linux-LED实验

在前面的章节中，我们学习了解了字符设备驱动，以及如何在设备树文件中添加设备信息，接下来就来看一下i.MX6UL终结者开发板的实际硬件是如何添加的。我们先以最简单的LED设备来看一下具体的注册流程。

36.1 LED设备注册流程

在i.MX6UL终结者开发板上有一个LED设备，如果想要通过Linux系统/dev目录下的设备节点来控制LED，就需要在内核中添加LED的驱动，具体的流程可以分为下面几个步骤：

①　硬件原理图分析，确定控制LED的GPIO信息。

②　根据GPIO信息在设备树文件中添加pinctrl信息

③　在设备树中创建LED的设备节点，并加入GPIO信息

④　编写LED设备驱动程序

接下来根据上面这四步来添加一下LED的设备驱动。

36.2 LED硬件原理图分析

LED设备的硬件原理图如下所示：

LED设备的原理图很简单，LED一端接3.3V电源，另一端为控制引脚：GPIO_3，通过控制GPIO_3的高低电平来控制LED的亮灭。所以我们确认LED设备只使用了一个控制引脚：GPIO_3。

36.3 修改设备树文件

在引脚原理图分析中确认了LED的控制GPIO信息，接下来就要修改设备树文件。

36.3.1 添加pinctrl信息

在i.MX6UL终结者开发板中使用GPIO_3这个引脚来控制LED设备。打开topeet_emmc_4_3.dts文件在iomux节点的imx6ul-evk子节点下创建一个名为“pinctrl_led”的子节点，具体内容如下：

&iomuxc {

        pinctrl-names = 'default';

        pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_1>;

        imx6ul-evk {

pinctrl_led: gpio-led {

fsl,pins = ;

};

}

};

在pinctrl_gpio_leds节点中将GPIO_3引脚的复用功能定义为GPIO1_IO03，即为一个普通的输入输出引脚。宏定义MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03定义在arch/arm/boot/dts/imx6ul-pinfunc.h目录下。

36.3.2 添加LED设备节点

在topeet_emmc_4_3.dts文件下，在根节点“/”下创建LED节点，节点名为“gpioled”，具体内容如下：

1 gpioled {

2  #address-cells = <1>;

3 #size-cells = <1>;

4 compatible = 'gpioled';

5 pinctrl-names = 'default';

6 pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;

7 led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;

8 status = 'okay';

9 };

第6行，pinctrl-0 属性设置 LED 灯所使用的GPIO对应的 pinctrl 节点。

第7行，led-gpio属性指定了LED使用的GPIO为GPIO1的IO3引脚，低电平有效，在驱动程序中会获取led-gpio属性的内容来得到GPIO编号，因为gpio子系统的操作控制函数需要GPIO编号。

添加完LED的设备节点后，还有一个重要的步骤，就是检查GPIO引脚有没有被其他设备使用。一个引脚只能配置成一个功能，如果有其他设备也使用了这个GPIO，那么会导致在LED驱动程序中GPIO初始化失败。这一点非常重要。

检查GPIO引脚有没有被其他设备使用包括两个方面：

①　检查pinctrl设置

②　检查这个GPIO有没有被别的设备使用

LED设备使用的是GPIO1_IO03，首先检查GPIO1_IO03这个引脚有没有其他pinctrl节点的设置。在topeet_emmc_4_3.dts文件中找到了如下内容：

pinctrl_tsc: tscgrp {

      fsl,pins = <

               MX6UL_PAD_GPIO1_IO01__GPIO1_IO01        0xb0

               MX6UL_PAD_GPIO1_IO02__GPIO1_IO02        0xb0

               MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03        0xb0

               MX6UL_PAD_GPIO1_IO04__GPIO1_IO04        0xb0

              >;

  };

GPIO1_IO03引脚也在pinctrl_tsc节点中定义了，pinctrl_tsc 节点是 TSC(电阻触摸屏接口)的 pinctrl 节点，而在i.MX6UL终结者开发板中并没有用到这个接口，因此我们要将pinctrl_tsc节点下的GPIO1_IO03引脚的定义注释掉。和 C 语言一样，在要屏蔽的内容前后加上“/*”和“*/”符号即可。

既然有其他设备配置了GPIO1_IO03引脚的pinctrl信息，应该会有使用使用这个pinctrl节点的设备节点，在topeet_emmc_4_3.dts文件中查找一下pinctrl_tsc或者直接查找“gpio1 3”，查找内容如下：

1 &tsc {

2        pinctrl-names = 'default';

3        pinctrl-0 = <&pinctrl_tsc>;

4        xnur-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;

5        measure-delay-time = <0xffff>;

6        pre-charge-time = <0xfff>;

7        status = 'disabled';

8 };

可以看出第4行xnur-gpio属性使用了“gpio1 3”，同意需要把这一行也注释掉。然后继续按照上面步骤搜索，看看还有没有其他设备使用了GPIO1_IO03引脚。

设备树编写完成以后使用“make dtbs”命令重新编译设备树，然后使用新编译出来的 topeet_emmc_4_3.dtb 文件启动 Linux 系统。启动成功以后进入“/proc/device-tree”目录中查看“gpioled”节点是否存在，如果存在的话就说明设备树基本修改成功(具体作用还要驱动验证)，结果如下图所示：

请继续：IMX6ULL开发平台Linux-LED实验(二)

上部分内容IMX6ULL开发平台Linux-LED实验(一)36.4 编写LED驱动程序

本实验例程路径：i.MX6UL终结者光盘资料/06_Linux驱动例程/02_gpioled

在设备树文件中添加完LED设备信息后，就可以编写LED的驱动程序了，创建gpioled.c文件，具体驱动内容如下所示：

  1   #include

  2   #include

  3   #include

  4   #include

  5   #include

  6   #include

  7   #include

  8   #include

  9   #include

10   #include

11   #include

12   #include

13   #include

14   #include

15   #include

16   #include

17

18   #define GPIOLED_CNT 1 /* 设备号个数 */

19   #define GPIOLED_NAME 'gpioled' /* 名字 */

20   #define LEDOFF 0 /* 关灯 */

21   #define LEDON 1 /* 开灯 */

22

23   /* gpioled 设备结构体 */

24   struct gpioled_dev{

25         dev_t devid; /* 设备号 */

26         struct cdev cdev; /* cdev */

27         struct class *class; /* 类 */

28         struct device *device; /* 设备 */

29         int major; /* 主设备号 */

30         int minor; /* 次设备号 */

31         struct device_node *nd; /* 设备节点 */

32         int led_gpio; /* led 所使用的 GPIO 编号 */

33   };

34

35   struct gpioled_dev gpioled; /* led 设备 */

36

37   /*

38    * @description : 打开设备

39    * @param – inode : 传递给驱动的 inode

40    * @param – filp : 设备文件，file 结构体有个叫做 private_data 的成员变量

41    * 一般在 open 的时候将 private_data 指向设备结构体。

42    * @return : 0 成功;其他 失败

43    */

44   static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)

45   {

46         filp->private_data = &gpioled; /* 设置私有数据 */

47         return 0;

48   }

49

50   /*

51    * @description : 从设备读取数据

52    * @param – filp : 要打开的设备文件(文件描述符)

53    * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区

54    * @param - cnt : 要读取的数据长度

55    * @param – offt : 相对于文件首地址的偏移

56    * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败

57    */

58   static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf,

59                 size_t cnt, loff_t *offt)

60   {

61         return 0;

62   }

63

64   /*

65    * @description : 向设备写数据

66    * @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符

67    * @param - buf : 要写给设备写入的数据

68    * @param - cnt : 要写入的数据长度

69    * @param – offt : 相对于文件首地址的偏移

70    * @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败

71    */

72   static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf,

73                 size_t cnt, loff_t *offt)

74   {

75         int retvalue;

76         unsigned char databuf[1];

77         unsigned char ledstat;

78         struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;

79

80         retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);

81         if(retvalue < 0) {

82                 printk('kernel write failed!rn');

83                 return -EFAULT;

84         }

85

86         ledstat = databuf[0]; /* 获取状态值 */

87

88         if(ledstat == LEDON) {

89                 gpio_set_value(dev->led_gpio, 0); /* 打开 LED 灯 */

90         } else if(ledstat == LEDOFF) {

91                 gpio_set_value(dev->led_gpio, 1); /* 关闭 LED 灯 */

92         }

93         return 0;

94   }

95

96   /*

97    * @description : 关闭/释放设备

98    * @param – filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)

99    * @return : 0 成功;其他 失败

100    */

101   static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)

102   {

103         return 0;

104   }

105

106   /* 设备操作函数 */

107   static struct file_operations gpioled_fops = {

108         .owner = THIS_MODULE,

109         .open = led_open,

110         .read = led_read,

111         .write = led_write,

112         .release = led_release,

113   };

114

115   /*

116    * @description : 驱动入口函数

117    * @param : 无

118    * @return : 无

119    */

120   static int __init led_init(void)

121   {

122         int ret = 0;

123

124         /* 设置 LED 所使用的 GPIO */

125         /* 1、获取设备节点：gpioled */

126         gpioled.nd = of_find_node_by_path('/gpioled');

127         if(gpioled.nd == NULL) {

128                 printk('gpioled node cant not found!rn');

129                 return -EINVAL;

130         } else {

131                 printk('gpioled node has been found!rn');