i.mx6ul linux驅動開發—基於Device tree機制的驅動編寫

阿新 • • 發佈：2018-11-23

前言
Device Tree是一種用來描述硬體的資料結構,類似板級描述語言,起源於OpenFirmware(OF)。在目前廣泛使用的Linux kernel 2.6.x版本中,對於不同平臺、不同硬體,往往存在著大量的不同的、移植性差的板級描述程式碼,以達到對這些不同平臺和不同硬體特殊適配的需求。但是過多的平臺、過的的不同硬體導致了這樣的程式碼越來越多,最終引發了Linux創始人Linus的不滿,以及強烈呼籲改變。Device Tree的引入給驅動適配帶來了很大的方便,一套完整的Device Tree可以將一個PCB擺在你眼前。Device Tree可以描述CPU,可以描述時鐘、中斷控制器、IO控制器、SPI匯流排控制器、I2C控制器、儲存裝置等任何現有驅動單位。對具體器件能夠描述到使用哪個中斷,記憶體對映空間是多少等等。

關於Device Tree的資料結構和詳細使用方法,請大家檢視宋寶華老師的一篇部落格:

http://blog.csdn.net/airk000/article/details/2
1 基於Device Tree機制核心的驅動開發—例項講解
這個章節,作者來講講基於Linux-3.2.X之後使用device tree機制的核心的驅動開發案例。本文的驅動開發案例是作者工作期間親自寫的鍵盤驅動程式碼。CPU平臺使用的是NXP(freescale)的i.MX6ul。概要資訊描述如下:

            硬體平臺:NXP(freescale)—i.MX6ul

            軟體開發平臺:Ubuntu-12.04

           核心版本:Linux-3.14.38

            編譯環境:yocto project
1.1 基於Device Tree機制的驅動開發—系統如何載入和解析dtb檔案
基於Device Tree機制的驅動開發,在驅動當中所使用到的硬體資源都在對應的CPU平臺的dts檔案上進行配置,然後編譯生成dtb檔案,放在u-boot分割槽之後,核心分割槽之前。這裡順便講一下,核心是如何解析dtb檔案的。其大致過程如下:

系統上電啟動之後,u-boot載入dtb,通過u-boot和Linux核心之間的傳參操作將dtb檔案傳給核心,然後核心解析dtb檔案,根據device tree中的配置(dtb檔案)去初始化裝置的CPU管腳、各個外設的狀態。device tree中的配置主要是起到了初始化硬體資源的作用,後期可以在驅動中修改裝置的硬體資源的狀態,比如在device tree中初始化某個GPIO的管腳為上拉狀態,可以在驅動載入之後修改這個管腳的狀態。
1.2 基於Device Tree機制的驅動開發—dts檔案的配置和編譯
本節開始以具體的驅動例子講解如何在驅動開發中配置dts檔案。這裡使用i.MX6ul平臺下的矩陣鍵盤驅動中使用到的幾個GPIO口講解如何配置dts檔案和編譯。本次講解案例用於編譯驅動的核心是Linux-3.14.38。首先我們先來看看如何在核心中找到自己相應CPU平臺的dts檔案:

1.dts檔案位於核心的arch/arm/boot/dts/$(board).dts,其中的$(board)指的是對應的CPU平臺,比如i.MX6ul平臺的dts檔案如下:

imx6ul/linux-3.14.38-v2$ vim arch/arm/boot/dts/imx6ul-14x14-evk.dts(部分內容)
[objc] view plain copy
1. #include <dt-bindings/input/input.h>
2. #include "imx6ul.dtsi"
4. / {
5. model = "Freescale i.MX6 UltraLite NewLand Board";
6. compatible = "fsl,imx6ul-14x14-evk", "fsl,imx6ul";
8. chosen {
9. stdout-path = &;uart1;
10. };
12. memory {
13. reg = <0x80000000 0x20000000>;
14. };
16. pxp_v4l2 {
17. compatible = "fsl,imx6ul-pxp-v4l2", "fsl,imx6sx-pxp-v4l2", "fsl,imx6sl-pxp-v4l2";
18. status = "okay";
19. };
21. keyboard {
22. compatible = "max-keypad";
23. pinctrl-names = "default";
24. pinctrl-0 = <&;pinctrl_keypad>;
25. in-gpios = <&;gpio2 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_in0
26. <&;gpio2 4 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_in1
27. <&;gpio2 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //key_in2
29. out-gpios = <&;gpio2 6 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out0
30. <&;gpio2 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out1
31. <&;gpio2 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out2
32. <&;gpio4 25 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out3
33. <&;gpio4 26 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //key_out4
34. status = "okay";
35. };
36. };
38. &;cpu0 {
39. arm-supply = <&;reg_arm>;
40. soc-supply = <&;reg_soc>;
41. };
43. &;clks {
44. assigned-clocks = <&;clks IMX6UL_CLK_PLL4_AUDIO_DIV>;
45. assigned-clock-rates = <786432000>;
46. };
48. &;tsc {
49. pinctrl-names = "default";
50. pinctrl-0 = <&;pinctrl_tsc>;
51. status = "okay";
52. xnur-gpio = <&;gpio1 3 0>;
53. measure_delay_time = <0xffff>;
54. pre_charge_time = <0xfff>;
55. };
57. &;gpmi {
58. pinctrl-names = "default";
59. pinctrl-0 = <&;pinctrl_gpmi_nand_1>;
60. status = "okay";
61. nand-on-flash-bbt;
62. };
64. &;lcdif {
65. pinctrl-names = "default";
66. pinctrl-0 = <&;pinctrl_lcdif_dat
67. &;pinctrl_lcdif_ctrl>;
68. lcd_reset = <&;gpio3 14 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
69. display = <&;display0>;
70. status = "okay";
72. display0: display {
73. bits-per-pixel = <16>;
74. bus-width = <8>;
76. display-timings {
77. native-mode = <&;timing0>;
78. timing0: timing0 {
79. clock-frequency = <9200000>;
80. hactive = <240>;
81. vactive = <320>;
82. hfront-porch = <8>;
83. hback-porch = <4>;
84. hsync-len = <41>;
85. vback-porch = <2>;
86. vfront-porch = <4>;
87. vsync-len = <10>;
89. hsync-active = <0>;
90. vsync-active = <0>;
91. de-active = <1>;
92. pixelclk-active = <0>;
93. };
94. };
95. };
96. };
101. &;iomuxc {
102. pinctrl-names = "default";
103. pinctrl-0 = <&;pinctrl_uart1>;
104. imx6ul-evk {
105. pinctrl_uart1: uart1grp {
106. fsl,pins = <
107. MX6UL_PAD_UART1_TX_DATA__UART1_DCE_TX 0x1b0b1
108. MX6UL_PAD_UART1_RX_DATA__UART1_DCE_RX 0x1b0b1
109. >;
110. };
112. pinctrl_tsc: tscgrp {
113. fsl,pins = <
114. MX6UL_PAD_GPIO1_IO01__GPIO1_IO01 0xb0
115. MX6UL_PAD_GPIO1_IO02__GPIO1_IO02 0xb0
116. MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03 0xb0
117. MX6UL_PAD_GPIO1_IO04__GPIO1_IO04 0xb0
118. >;
119. };
121. pinctrl_lcdif_dat: lcdifdatgrp {
122. fsl,pins = <
123. MX6UL_PAD_LCD_DATA00__LCDIF_DATA00 0x79
124. MX6UL_PAD_LCD_DATA01__LCDIF_DATA01 0x79
125. MX6UL_PAD_LCD_DATA02__LCDIF_DATA02 0x79
126. MX6UL_PAD_LCD_DATA03__LCDIF_DATA03 0x79
127. MX6UL_PAD_LCD_DATA04__LCDIF_DATA04 0x79
128. MX6UL_PAD_LCD_DATA05__LCDIF_DATA05 0x79
129. MX6UL_PAD_LCD_DATA06__LCDIF_DATA06 0x79
130. MX6UL_PAD_LCD_DATA07__LCDIF_DATA07 0x79
131. >;
132. };
134. pinctrl_lcdif_ctrl: lcdifctrlgrp {
135. fsl,pins = <
136. MX6UL_PAD_LCD_CLK__LCDIF_WR_RWN 0x79
137. MX6UL_PAD_LCD_ENABLE__LCDIF_RD_E 0x79
138. MX6UL_PAD_LCD_HSYNC__LCDIF_RS 0x79
139. MX6UL_PAD_LCD_RESET__LCDIF_CS 0x79
140. /* used for lcd reset */
141. MX6UL_PAD_LCD_DATA09__GPIO3_IO14 0x79
142. >;
143. };
145. pinctrl_keypad: keypadgrp {
146. fsl,pins = <
147. MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN__GPIO2_IO02 0x70a0
148. MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA0__GPIO2_IO03 0x70a0
149. MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA1__GPIO2_IO04 0x70a0
150. MX6UL_PAD_ENET1_TX_EN__GPIO2_IO05 0x70a0
151. MX6UL_PAD_ENET1_TX_CLK__GPIO2_IO06 0x70a0
152. MX6UL_PAD_ENET1_RX_ER__GPIO2_IO07 0x70a0
153. MX6UL_PAD_CSI_DATA04__GPIO4_IO25 0x70a0
154. MX6UL_PAD_CSI_DATA05__GPIO4_IO26 0x70a0
155. >;
156. };
158. pinctrl_gpmi_nand_1: gpmi-nand-1 {
159. fsl,pins = <
160. MX6UL_PAD_NAND_CLE__RAWNAND_CLE 0xb0b1
161. MX6UL_PAD_NAND_ALE__RAWNAND_ALE 0xb0b1
162. MX6UL_PAD_NAND_WP_B__RAWNAND_WP_B 0xb0b1
163. MX6UL_PAD_NAND_READY_B__RAWNAND_READY_B 0xb000
164. MX6UL_PAD_NAND_CE0_B__RAWNAND_CE0_B 0xb0b1
165. MX6UL_PAD_NAND_CE1_B__RAWNAND_CE1_B 0xb0b1
166. MX6UL_PAD_NAND_RE_B__RAWNAND_RE_B 0xb0b1
167. MX6UL_PAD_NAND_WE_B__RAWNAND_WE_B 0xb0b1
168. MX6UL_PAD_NAND_DATA00__RAWNAND_DATA00 0xb0b1
169. MX6UL_PAD_NAND_DATA01__RAWNAND_DATA01 0xb0b1
170. MX6UL_PAD_NAND_DATA02__RAWNAND_DATA02 0xb0b1
171. MX6UL_PAD_NAND_DATA03__RAWNAND_DATA03 0xb0b1
172. MX6UL_PAD_NAND_DATA04__RAWNAND_DATA04 0xb0b1
173. MX6UL_PAD_NAND_DATA05__RAWNAND_DATA05 0xb0b1
174. MX6UL_PAD_NAND_DATA06__RAWNAND_DATA06 0xb0b1
175. MX6UL_PAD_NAND_DATA07__RAWNAND_DATA07 0xb0b1
176. >;
177. };
178. };
179. };
2.根據自己的開發需求配置dts檔案,本文矩陣鍵盤驅動所使用到的GPIO管腳資源為:gpio2-2、gpio2-3、gpio2-4、gpio2-5、gpio2-6、gpio2-7、gpio4-25、gpio4-26。dts檔案配置如下:

~/yangfile/imx6ul/linux-3.14.38-v2$ vim arch/arm/boot/dts/imx6ul-newland.dts

2.1 在dts檔案中新增一個裝置節點,比如我們是矩陣鍵盤驅動,那麼就新增一個名為”keyboard“的裝置節點;

2.2 compatible屬性用於of_find_node_compatible函式獲取裝置節點用的,這個函式的通過”max-keypad“字串去遍歷device tree,查詢匹配的裝置節點;

2.3 pinctrl-0 = <&;pinctrl_keypad>主要用於說明裝置硬體資源在哪裡獲取,比如這裡就是到iomuxc裡面去獲取IO資源

2.4 iomuxc裝置節點裡面定義了CPU所有的IO資源,包括每個IO口的初始化狀態都定義好了,比如:MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN_GPIO2_IO02 0x70a0,這裡的MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN_GPIO2_IO02巨集表示的是GPIO2-2這個IO口的暫存器組(IO複用暫存器、IO方向控制暫存器、IO輸入輸出值設定暫存器),0x70a0這個值根據自己的驅動開發需求,查閱CPU手冊定義,不唯一。
[objc] view plain copy
1. keyboard {
2. compatible = "max-keypad";
3. pinctrl-names = "default";//這個設定成預設default就可以了,沒什麼特別要求
4. pinctrl-0 = <&;pinctrl_keypad>;//到iomuxc裡面去獲取相應IO資源的初始化狀態
5. in-gpios = <&;gpio2 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //“in-gpios”字串可以自己隨便定義,主要是為了獲取gpio資源的時候匹配用的
6. <&;gpio2 4 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //GPIO_ACTIVE_HIGH:邏輯高電平有效
7. <&;gpio2 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //key_in2
9. out-gpios = <&;gpio2 6 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //“out<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">-gpios”字串可以自己隨便定義,主要是為了獲取gpio資源的時候匹配用的
10. <&;gpio2 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out1
11. <&;gpio2 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out2
12. <&;gpio4 25 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out3
13. <&;gpio4 26 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //key_out4
14. status = "okay";//使能要使用的gpio資源
15. };
16. };
[objc] view plain copy
1. &;iomuxc {
2. pinctrl-names = "default";
3. pinctrl-0 = <&;pinctrl_uart1>;
4. 。。。。。。。。
5. pinctrl_keypad: keypadgrp {
6. fsl,pins = <
7. MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN__GPIO2_IO02 0x70a0
8. MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA0__GPIO2_IO03 0x70a0
9. MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA1__GPIO2_IO04 0x70a0
10. MX6UL_PAD_ENET1_TX_EN__GPIO2_IO05 0x70a0
11. MX6UL_PAD_ENET1_TX_CLK__GPIO2_IO06 0x70a0
12. MX6UL_PAD_ENET1_RX_ER__GPIO2_IO07 0x70a0
13. MX6UL_PAD_CSI_DATA04__GPIO4_IO25 0x70a0
14. MX6UL_PAD_CSI_DATA05__GPIO4_IO26 0x70a0
15. >;
16. };
3.編譯dts檔案,在核心根目錄下執行以下命令:

~/yangfile/imx6ul/linux-3.14.38-v2$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gcc imx6ul-newland.dtb

(這裡的arm-Linux-gcc只是個代表交叉編譯器的標識,具體的根據實際情況而定)

4.將配置、編譯後的dtb檔案燒錄到裝置flash(或者SD卡)的dtb分割槽中。

2 驅動程式碼中如何註冊dts檔案中的裝置接觸了device tree機制的驅動開發後,其實device tree機制就是Linux-2.6.x中的platform 匯流排機制的優化版本。OK,我們來說說基於device tree機制的驅動開發中註冊裝置的過程,這裡以我寫的矩陣鍵盤驅動程式碼的設備註冊過程為例:1.在probe函式中呼叫of_get_**或者of_find_**函式從dtb中獲取裝置資源: [objc] view plain copy
1. static int max_keypad_probe(struct platform_device *pdev)
2. {
3. int i,ret;
4. struct device *dev;
5. struct device_node *dev_node = NULL; //add by zengxiany
7. dev = &;pdev->dev;
8. 。。。。。。
9. //省略部分程式碼
10. dev_node = of_find_compatible_node(NULL,NULL,"fsl,imx6ul-gpio");
11. if(!of_device_is_compatible(dev_node,"fsl,imx6ul-gpio"))
12. {
13. printk("get keypad device node error!/n");
14. return -EINVAL;
15. }
16. dev_node = of_find_compatible_node(dev_node,NULL,"max-keypad");
17. if(!of_device_is_compatible(dev_node,"max-keypad"))
18. {
19. printk("failure to find max-keypad device node!/n");
20. return -EINVAL;
21. }
23. for(i=0; i< KEYPAD_ROWS; i++)
24. {
25. gpio_map_rowkey[i] = of_get_named_gpio(dev_node,"in-gpios",i);
26. set_key_input(gpio_map_rowkey[i]);
27. }
29. for(i=0; i< KEYPAD_COLS; i++)
30. {
31. gpio_map_colkey0[i] = of_get_named_gpio(dev_node,"out-gpios",i);
32. set_key_input(gpio_map_colkey0[i]);
33. }
34. }
2.在init函式中註冊裝置: [objc] view plain copy
1. //add by zengxiany for platform device register
2. static struct of_device_id max_keypad_of_match[] = {
3. { .compatible = "max-keypad", },
4. { },
5. };
7. static struct platform_driver max_keypad_device_driver = {
8. .probe = max_keypad_probe,
9. .remove = max_keypad_remove,
10. .driver = {
11. .name = "max-keypad",
12. .owner = THIS_MODULE,
13. .of_match_table = of_match_ptr(max_keypad_of_match),
14. }
15. };
[objc] view plain copy
1. static int __init keypad_module_init(void)
2. {
3. int ret;
4. ret = platform_driver_register(&;max_keypad_device_driver);//modify by zengxiany
5. if(ret < 0)
6. {
7. printk("max_keypad_device driver init error!/n");
8. return -ENODEV;
9. }
10. return 0;
11. }
13. static void __exit keypad_module_exit(void)
14. {
15. platform_driver_unregister(&;max_keypad_device_driver);
16. }
OK,這樣就完成了裝置的註冊!
以上是i.mx6ul linux驅動開發—基於Device tree機制的驅動編寫的內容，更多驅動編寫機制基於 Device 開發 Linux tree UL MX 的內容，請您使用右上方搜尋功能獲取相關資訊。

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https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/5146791.html 閱讀目錄(Content) 作者資訊平臺簡介注意一、裝置樹反編譯二、在u-boot列印資訊三、開啟Linux核心啟動早期的log 四、在核心自解壓時dump記憶體五、C

i.mx6ul linux驅動開發—基於Device tree機制的驅動編寫

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