HDF驱动框架探路:Linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器

系统 Linux
总线是处理器与一个或者多个设备之间的通道。在设备模型中,所有的设备都通过总线相连。甚至是那些内部的虚拟“平台”总线。总线可以相互插入,比如一个USB控制器通常是一个PCI设备。

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老规矩还是将最终希望跑出来的效果放出来。如下:

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HDF驱动框架探路6:

前言

上一篇文章中最后在操作led灯的硬件时候,我们是直接读的原理图,去操作的寄存器,这种情况是我们绝大多数情况下会这样子进行操作,而本章我们的核心重点是使用总线机制,也就是通过修改设备树的方法来操作硬件。

本章框架图

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总线框架图

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涉及到的概念介绍

1.总线的概念

总线是处理器与一个或者多个设备之间的通道。在设备模型中,所有的设备都通过总线相连。甚至是那些内部的虚拟“平台”总线。总线可以相互插入,比如一个USB控制器通常是一个PCI设备。设备模型展示了总线和它们所控制的设备之间的连接。

驱动程序

1.1 总线的使用逻辑首先调用

为了正确地注册到内核,所有的platform驱动程序都必须创建的主要结构体是struct platform_driver结构体。该结构体由许多回调函数和变量组成,向platform描述了platform驱动程序。所以我们需要写一个struct platform_driver结构体。然后在其中有两个比较重要的回调函数:probe和remove

  • int (*probe)(…)指向platform驱动程序中的探测函数的指针。当platform核心有一个它认为驱动程序需要控制的struct platform_device时,就会调用该函数。所以我们会在这个函数中写驱动程序的逻辑。
  • int (*remove)(…)指向一个移除函数的指针,当struct platform_device被从系统中移除,或者platform驱动程序正在从内核中卸载时,platform核心调用该函数。

为了把struct platform_driver注册到platform核心中,需要调用以struct platform_driver为参数的platform_driver_register函数。通常在platform驱动程序的模块化代码中完成该工程。

当platform驱动程序将要被卸载的时候,需要把struct platform_driver从内核注销。这是通过调用platform_driver_unregister完成的。

1.2 完整实现代码

  1. #include <linux/module.h> 
  2. #include <linux/poll.h> 
  3. #include <linux/fs.h> 
  4. #include <linux/errno.h> 
  5. #include <linux/miscdevice.h> 
  6. #include <linux/kernel.h> 
  7. #include <linux/major.h> 
  8. #include <linux/mutex.h> 
  9. #include <linux/proc_fs.h> 
  10. #include <linux/seq_file.h> 
  11. #include <linux/stat.h> 
  12. #include <linux/init.h> 
  13. #include <linux/device.h> 
  14. #include <linux/tty.h> 
  15. #include <linux/kmod.h> 
  16. #include <linux/gfp.h> 
  17. #include <linux/gpio/consumer.h> 
  18. #include <linux/platform_device.h> 
  19. #include <linux/of_gpio.h> 
  20. #include <linux/of_irq.h> 
  21. #include <linux/interrupt.h> 
  22. #include <linux/irq.h> 
  23. #include <linux/slab.h> 
  24. #include <linux/fcntl.h> 
  25. #include <linux/timer.h> 
  26. #include <linux/workqueue.h> 
  27. #include <asm/current.h> 
  28. static int major; 
  29. static struct class *sr501_class; 
  30. static struct gpio_desc *sr501_gpio; 
  31. static int irq; 
  32. static int sr501_data = 0;   
  33. static wait_queue_head_t sr501_wq; 
  34. /* 实现对应的open/read/write等函数,填入file_operations结构体                   */ 
  35. static ssize_t sr501_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) 
  36. #if 0 
  37.     int val; 
  38.     int len = (size < 4)? size : 4; 
  39.      
  40.     val = gpiod_get_value(sr501_gpio);  
  41.     copy_to_user(buf, &val, len); 
  42.     return len; 
  43. #else 
  44.     int val; 
  45.     int len = (size < 4)? size : 4; 
  46.     /* 1. 有数据就copy_to_uesr */ 
  47.     /* 2. 无数据就休眠:  放入某个链表 */ 
  48.     wait_event_interruptible(sr501_wq, sr501_data);  
  49.     copy_to_user(buf, &sr501_data, len); 
  50.     sr501_data = 0; 
  51.     return len; 
  52. #endif 
  53.  
  54. static unsigned int sr501_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait) 
  55.     return 0; 
  56. /* 定义自己的file_operations结构体                                              */ 
  57. static struct file_operations sr501_fops = { 
  58.     .owner   = THIS_MODULE, 
  59.     .read    = sr501_drv_read, 
  60.     .poll    = sr501_drv_poll, 
  61. }; 
  62. static irqreturn_t sr501_isr(int irq, void *dev_id) 
  63.     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
  64.     /* 1. 记录数据 */ 
  65.     sr501_data = 1; 
  66.     /* 2. 唤醒APP:去同一个链表把APP唤醒 */ 
  67.     wake_up(&sr501_wq);  
  68.     return IRQ_HANDLED; 
  69. /* 1. 从platform_device获得GPIO 
  70.  * 2. gpio=>irq 
  71.  * 3. request_irq 
  72.  */ 
  73. static int sr501_probe(struct platform_device *pdev) 
  74.     /* 1. 获得硬件信息 */ 
  75.     sr501_gpio = gpiod_get(&pdev->dev, NULL, 0); 
  76.     gpiod_direction_input(sr501_gpio); 
  77.     irq = gpiod_to_irq(sr501_gpio); 
  78.     request_irq(irq, sr501_isr, IRQF_TRIGGER_RISING|IRQF_TRIGGER_FALLING, "sr501"NULL); 
  79.     /* 注册file_operations    */ 
  80.     major = register_chrdev(0, "sr501", &sr501_fops);   
  81.  
  82.     sr501_class = class_create(THIS_MODULE, "sr501_class"); 
  83.     if (IS_ERR(sr501_class)) { 
  84.         printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
  85.         unregister_chrdev(major, "sr501"); 
  86.         return PTR_ERR(sr501_class); 
  87.     } 
  88.     /* 2. device_create */ 
  89.     device_create(sr501_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL"sr501"); 
  90.  
  91.     return 0; 
  92. static int sr501_remove(struct platform_device *pdev) 
  93.     device_destroy(sr501_class, MKDEV(major, 0)); 
  94.     class_destroy(sr501_class); 
  95.     unregister_chrdev(major, "sr501"); 
  96. static const struct of_device_id qzk_sr501[] = { 
  97.     { .compatible = "qzk,sr501" }, 
  98.     { }, 
  99. }; 
  100. /* 1. 定义platform_driver */ 
  101. static struct platform_driver sr501s_driver = { 
  102.     .probe      = sr501_probe, 
  103.     .remove     = sr501_remove, 
  104.     .driver     = { 
  105.         .name   = "qzk_sr501"
  106.         .of_match_table = qzk_sr501, 
  107.     }, 
  108. }; 
  109. /* 2. 在入口函数注册platform_driver */ 
  110. static int __init sr501_init(void) 
  111.     int err; 
  112.     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
  113.     init_waitqueue_head(&sr501_wq); 
  114.     err = platform_driver_register(&sr501s_driver);  
  115.     return err; 
  116. /* 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 
  117.  *     卸载platform_driver 
  118.  */ 
  119. static void __exit sr501_exit(void) 
  120.     printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
  121.  
  122.     platform_driver_unregister(&sr501s_driver); 
  123. /* 7. 其他完善:提供设备信息,自动创建设备节点                                     */ 
  124.  
  125. module_init(sr501_init); 
  126. module_exit(sr501_exit); 
  127. MODULE_LICENSE("GPL"); 

2.修改设备树

2.1 修改思路

在上述驱动中of_device_id结构体中的.compatible = “qzk,sr501”,所以我们需要将设备树中添加一个这样的设备节点

2.2 修改代码如下:

Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts

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3.应用侧测试程序

3.1 测试程序逻辑

测试程序只需要不断的去read,等到中断收到返回时,就会获得返回。

3.2 测试程序完成实现代码

  1. #include <sys/types.h> 
  2. #include <sys/stat.h> 
  3. #include <fcntl.h> 
  4. #include <unistd.h> 
  5. #include <stdio.h> 
  6. #include <string.h> 
  7.  
  8. int main(int argc, char **argv) 
  9.     int fd; 
  10.     int val; 
  11.     fd = open("/dev/sr501", O_RDWR); 
  12.     if (fd == -1) 
  13.     { 
  14.         printf("can not open file %s\n", argv[1]); 
  15.         return -1; 
  16.     } 
  17.  
  18.     while (1) 
  19.     { 
  20.         read(fd, &val, 4); 
  21.         if (val == 0x1) { 
  22.             printf("detect people\n"); 
  23.         } 
  24.     } 
  25.      
  26.     close(fd); 
  27.      
  28.     return 0; 

4.编译

4.1 配置交叉编译工具链

回到源码根目录执行source env.sh配置编译工具链

4.2 重新生成内核设备树

进入源码目录下的Linux-4.9.88文件夹后执行make dtbs重新生成设备树

4.3 将重新生成的设备树放入开发板的boot目录

cp 100ask_imx6ull-14x14.dtb /boot

4.4 make编译驱动程序

  1. KERN_DIR =  ~/imx6ullpro/Linux-4.9.88 # 板子所用内核源码的目录 
  2. all
  3.     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
  4.     $(CROSS_COMPILE)gcc -o sr501_test sr501_test.c 
  5. clean: 
  6.     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean 
  7.     rm -rf modules.order 
  8. obj-m += sr501_drv.o 

 直接执行make脚本执行上述Makefile生成测试程序和驱动ko文件

4.5 加载驱动程序

  1. insmod sr501_drv.ko 

4.6 执行测试程序

  1. ./sr501_test 

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责任编辑:jianghua 来源: 鸿蒙社区
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