第一课:linux设备树的引入与体验(基于linux4.19内核版本)

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版本日期作者说明V12020韦东山技术文档

本套视频面向如下三类学员：

1. 有Linux驱动开发基础的人, 可以挑感兴趣的章节观看；
2. 没有Linux驱动开发基础但是愿意学习的人,请按顺序全部观看,我会以比较简单的LED驱动为例讲解；
3. 完全没有Linux驱动知识，又不想深入学习的人, 比如应用开发人员，不得已要改改驱动, 等全部录完后，我会更新本文档，那时再列出您需要观看的章节。

第01节_字符设备的三种写法 怎么写驱动？

①看原理图：

a.确定引脚；

b.看芯片手册，确定如何操作引脚；

②写驱动程序；

起封装作用；

③写测试程序；

如下原理图，VCC经过一个限流电阻到达LED的一端，再通向芯片的引脚上。

当芯片引脚输出低电平时，电流从高电平流向低电平，LED灯点亮； 当芯片引脚输出高电平时，没有电势差，没有电流流过，LED灯不亮； 从原理图可以看出，控制了芯片引脚，就等于控制了灯。

在Linux里，操作硬件都是统一的接口，比如操作LED灯，需要先open，如果要读取LED状态就调用read，如果要操作LED就调用write函数，也可以通过ioctl去实现。 在驱动里，针对前面应用的每个调用函数，都写一个对应的函数，实现对硬件的操作。

可以看出驱动程序起封装作用，它让应用程序访问硬件变得简单，屏蔽了硬件更加复杂的操作。

如何写驱动程序？

①分配一个file_operations结构体； ②设置： 　a. .open=led_open；把led引脚设置为输出引脚 　b. .read=led_write；根据APP传入的值设置引脚状态

③注册（告诉内核），register_chrdev(主设备号，file_operations，name) ④入口函数 ⑤出口函数

在驱动中如何指定LED引脚？

有如下三种方法： ①传统方法：在代码led_drv.c中写死； ②总线设备驱动模型： 　a. 在led_drv.c里分配、注册、入口、出口等 　b. 在led_dev.c里指定引脚 ③使用设备树指定引脚 　a. 在led_drv.c里分配、注册、入口、出口等 　b. 在jz2440.dts里指定引脚

可以看到，’’‘无论何种方法，驱动写法的核心不变，差别在于如何指定硬件资源’’’。 对比下三种方法的优缺点。 假设这样一个情况，某公司用同一个芯片做了两款产品，其中一款是TV(电视盒子)，使用Pin1作为LED的指示灯控制引脚，其中一款是Cam(监控摄像头)，使用Pin2作为LED的指示灯控制引脚。

TV设备Cam设备优缺点1.传统方法led_drv.c①分配一个file_operations结构体；②设置：　a .open=led_open；设置Pin1为输出引脚　b .read=led_read；根据APP传入的值设置引脚状态③注册（告诉内核）④入口函数⑤出口函数led_drv.c①分配一个file_operations结构体；②设置：　a. .open=led_open；设置Pin2为输出引脚　b. .read=led_read；根据APP传入的值设置引脚状态③注册（告诉内核）④入口函数⑤出口函数优点：简单缺点：不易扩展，需要重新编译2.总线设备驱动模型led_drv.c①分配/设置/注册 platform_driver；② .probe：　a 分配一个file_operations结构体； b .open=led_open；设置平台设备总指定的引脚为输出引脚　 .read=led_read；根据APP传入的值设置引脚状态 c注册③ .driver{ .name }led_dev.c①分配/设置/注册 platform_device；② .resource：指定引脚；,name为Pin1led_dev.c①分配/设置/注册 platform_driver；② .resource：指定引脚；,name为Pin2优点：易扩展缺点：稍复杂，冗余代码太多，需要重新编译3.设备树led_drv.c①分配/设置/注册 platform_driver；② .probe：　a 分配一个file_operations结构体； b .open=led_open；设置平台设备总指定的引脚为输出引脚　 .read=led_read；根据APP传入的值设置引脚状态 c注册③ .driver{ .name }.dts指定资源内核根据dts生成的dtb文件分配/设置/注册platform_device.dts指定资源内核根据dts生成的dtb文件分配/设置/注册platform_device优点：易扩展缺点：稍复杂，冗余代码太多，需要重新编译 第02节_字符设备驱动的传统写法

在上一节视频里我们介绍了三种编写驱动的方法，也对比了它们的优缺点，后面我们将使用比较快速的方法写出驱动程序，因为写驱动程序不是我们这套视频的重点，所以尽快的把驱动程序写出来，给大家展示一下。

这节视频我们使用传统的方法编写字符驱动程序，以最简单的点灯驱动程序为示例。 先回顾下写字符设备驱动的五个步骤： 1.2.3.分配/设置/注册file_operations 4.入口 5.出口 所谓分配file_operations，我们可以定义一个file_operations结构体，就不需要分配了。

static struct file_operations myled_oprs = {
	.owner = THIS_MODULE, //表示这个模块本身
	.open  = led_open,
	.write = led_write,
	.release = led_release,
};

定义好了file_operations结构体，再去入口函数注册结构体。

static int myled_init(void)
{
	major = register_chrdev(0, "myled", &myled_oprs);

	return 0;
}

第一个参数：主设备号写0，让系统为我们分配； 第二个参数：设置名字，没有特殊要求； 第三个参数：file_operations结构体； 对应的出口操作进行相反向操作:

static void myled_exit(void)
{
	unregister_chrdev(major, "myled");
}

然后用宏module_init对入口、出口函数进行修饰，表示它们和普通函数不一样：

module_init(myled_init);
module_exit(myled_exit);

module_init(myled_init)实际就是int init_module(void) attribute((alias(“myled_init”)))，表示myled_init的别名是init_module，以后就可以使用init_module来引用myled_init。

此外，还要加上GPL协议：

MODULE_LICENSE("GPL");

写到这里，驱动程序的框架已经搭建起来了，接下来实现具体的硬件操作函数：led_open()和led_write()。 在led_open()里把对应的引脚配置为输出引脚，在led_write()根据应用程序传入的数据点灯，让其输出高电平或低电平。 为了让程序更具有扩展性，把GPIO的寄存器放在一个数组里：

static unsigned int gpio_base[] = {
	0x56000000, /* GPACON */
	0x56000010, /* GPBCON */
	0x56000020, /* GPCCON */
	0x56000030, /* GPDCON */
	0x56000040, /* GPECON */
	0x56000050, /* GPFCON */
	0x56000060, /* GPGCON */
	0x56000070, /* GPHCON */
	0,          /* GPICON */
	0x560000D0, /* GPJCON */
};

定义好了引脚的组，还得确定使用该组的哪个引脚，使用宏来确定哪个引脚：

#define S3C2440_GPA(n)  (0