一、pinctrl子系统简介

Linux驱动讲究驱动分离与分层，pinctrl和gpio子系统就是驱动分离与分层思想下的产物，pinctrl子系统主要工作内容如下：

1. 获取设备树中的pin信息

2. 根据获取到的pin信息来设置pin的复用功能

3. 根据获取到的pin信息来设置pin的电气属性，比如上下拉、速度、驱动能力等

引脚的宏定义在imx6u-pinfunc.h这个头文件

设备树中添加pinctrl节点模板

1、创建对应的节点

同一个外设的pin都放到一个节点里面，打开imx6ull-alientek-emmc.dts，在iomuxc下面添加pinctrl_gpio_leds节点，添加完成后

pinctrl_gpio_leds: gpio-leds {fsl,pins = ;
};

其中fsl.pins是固定属性，里面写的是设备所使用的PIN配置信息

二、gpio子系统

设置好设备树以后就可以使用gpio子系统提供的API函数来操作指定的GPIO，gpio子系统向驱动开发人员屏蔽了具体的读写寄存器过程。gpio子系统常用的API函数有下面几个：

1、gpio_request函数

gpio_request 函数用于申请一个 GPIO 管脚，在使用一个 GPIO 之前一定要使用 gpio_request

进行申请，函数原型如下：

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

函数参数和返回值含义如下：

gpio：要申请的 gpio 标号，使用 of_get_named_gpio 函数从设备树获取指定 GPIO 属性信

息，此函数会返回这个 GPIO 的标号。

label：给 gpio 设置个名字。

返回值：0，申请成功；其他值，申请失败。

2、gpio_free函数

如果不使用某个 GPIO 了，那么就可以调用 gpio_free 函数进行释放。函数原型如下：

void gpio_free(unsigned gpio)

函数参数和返回值含义如下：

gpio：要释放的 gpio 标号。

返回值：无。

3、gpio_direction_input函数

此函数用于设置某个 GPIO 为输入，函数原型如下所示：

int gpio_direction_input(unsigned gpio)

4、gpio_direction_output函数

此函数用于设置某个 GPIO 为输出，并且设置默认输出值，函数原型如下：

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value)

函数参数和返回值含义如下：

gpio：要设置为输出的 GPIO 标号。

value：GPIO 默认输出值。

返回值：0，设置成功；负值，设置失败

5、gpio_get_value函数

此函数用于获取某个 GPIO 的值(0 或 1)，此函数是个宏，定义所示：

#define gpio_get_value __gpio_get_value
int __gpio_get_value(unsigned gpio)

函数参数和返回值含义如下：

gpio：要获取的 GPIO 标号。

返回值：非负值，得到的 GPIO 值；负值，获取失败。

6、gpio_set_value函数

此函数用于设置某个 GPIO 的值，此函数是个宏，定义如下

#define gpio_set_value __gpio_set_value
void __gpio_set_value(unsigned gpio, int value)

函数参数和返回值含义如下：

gpio：要设置的 GPIO 标号。

value：要设置的值。

添加LED设备节点

在个别节点“/”下创建LED灯节点，节点名是leds，节点内容如下：

leds {compatible = "gpio-leds";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_leds>;led1{label = "sys-led";gpios = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;linux,default-trigger = "heartbeat";default-state = "on";};};

检查PIN是否被其他外设使用

检查PIN有没有被其他外设使用包括两个方面

1、检查pinctrl设置

2、如果这个PIN配置为GPIO的话，检查这个GPIO有没有被别的外设使用

在本章实验中 LED 灯使用的 PIN 为 GPIO1_IO03，因此先检查 GPIO_IO03 这个 PIN 有没有被其他的 pinctrl 节点使用，在 imx6ull-alientek-emmc.dts 中找到如下内容：

pinctrl_tsc: tscgrp {fsl,pins = ;
};

pinctrl_tsc 节点是 TSC(电阻触摸屏接口)的 pinctrl 节点，从第 5行可以看出，默认情况下

GPIO1_IO03 作为了 TSC 外设的 PIN。所以我们需要将第 5 行屏蔽掉！

因为本章实验我们将 GPIO1_IO03 这个 PIN 配置为了 GPIO，所以还需要查找一下有没有其他的外设使用了 GPIO1_IO03，在 imx6ull-alientek-emmc.dts 中搜索“gpio1 3”，找到如下内容：

&tsc {pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_tsc>;xnur-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;measure-delay-time = <0xffff>;pre-charge-time = <0xfff>;status = "disabled";
};

tsc 是 TSC 的外设节点，从 4行可以看出，tsc 外设也使用了 GPIO1_IO03，同样我们需要将这一行屏蔽掉。然后在继续搜索“gpio1 3”，看看除了本章的 LED 灯以外还有没有其他的地方也使用了 GPIO1_IO03，找到一个屏蔽一个

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imx6ull-alientek-emmc.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

三、LED灯驱动程序编写

创建工程，工作区命名为DTSLED，工程创建好以后新建dtsled.c文件，输入内容

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include #define DTSLED_CNT 1            /* 设备号个数 */
#define DTSLED_NAME "dtsled"    /* 名字 */
#define LEDON 1
#define LEDOFF 0static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;struct dtsled_dev{dev_t devid;                    //设备号                  struct cdev cdev;                //cdev     struct cdev *class;              //类struct device *device;           //设备int major;int minor;struct device_node *nd;
};struct dtsled_dev dtsled;static void led_switch(u8 sta)
{u32 val = 0;if(sta == LEDON){val = readl(GPIO1_DR);val &= ~(1 << 3);writel(val,GPIO1_DR);}else if(sta == LEDOFF){val = readl(GPIO1_DR);val |= (1 << 3);writel(val,GPIO1_DR);}}static int dtsled_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{filp->private_data = &dtsled;return 0;
}static int dtsled_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{struct dtsled_dev *dev = (struct dtsled_dev*)filp->private_data;return 0;
}static ssize_t dtsled_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t count,loff_t *ppos)
{struct dtsled_dev *dev = (struct dtsled_dev*)filp->private_data;int retvalue;unsigned char databuf[1];retvalue = copy_from_user(databuf, buf, count);if(retvalue < 0) {return -EFAULT;}led_switch(databuf[0]);return 0;
}static const struct file_operations dtsled_fops = {.owner = THIS_MODULE,.write = dtsled_write,.open = dtsled_open,.release = dtsled_release,
};static int __init dtsled_init(void)
{int ret = 0;const char *str;u32 regdata[10];u8 i = 0;unsigned int val = 0;dtsled.major = 0;if(dtsled.major){dtsled.devid = MKDEV(dtsled.major,0);ret = register_chrdev_region(dtsled.devid,DTSLED_CNT,DTSLED_NAME);}else{ret = alloc_chrdev_region(&dtsled.devid,0,DTSLED_CNT,DTSLED_NAME);dtsled.major = MAJOR(dtsled.devid);dtsled.minor = MINOR(dtsled.devid);}if(ret < 0){goto fail_devid;}dtsled.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&dtsled.cdev,&dtsled_fops);ret = cdev_add(&dtsled.cdev,dtsled.devid,DTSLED_CNT);if(ret < 0){goto fail_cdev;}dtsled.class = class_create(THIS_MODULE,DTSLED_CNT);if(IS_ERR(dtsled.class)){ret = PTR_ERR(dtsled.class);goto fail_class;}dtsled.device = device_create(dtsled.class,NULL,dtsled.devid,NULL,DTSLED_NAME);if(IS_ERR(dtsled.device)){ret = PTR_ERR(dtsled.device);goto fail_device;}dtsled.nd = of_find_node_by_path("/alphaled");if(dtsled.nd == NULL){ret = -EINVAL;goto fail_findnd;}ret = of_property_read_string(dtsled.nd,"status",&str);if(ret < 0){goto fail_rs;}else{printk("status = %s\r\n",str);}ret = of_property_read_string(dtsled.nd,"compatible",&str);if(ret < 0){goto fail_rs;}else{printk("compatible = %s\r\n",str);}ret = of_property_read_u32_array(dtsled.nd,"reg",regdata,10);if(ret < 0){goto fail_rs;}else{printk("reg data:\r\n",str);for(i = 0;i < 10;i++){printk("%#X ",regdata[i]);}printk("\r\n");}IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(regdata[0], regdata[1]);SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(regdata[2], regdata[3]);SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(regdata[4], regdata[5]);GPIO1_DR = ioremap(regdata[6], regdata[7]);GPIO1_GDIR = ioremap(regdata[8], regdata[9]);val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);val &= ~(3 << 26); /* 清楚以前的设置 */val |= (3 << 26); /* 设置新值 */writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);val = readl(GPIO1_GDIR);val |= (1 << 3); /* 设置为输出 */writel(val, GPIO1_GDIR);val = readl(GPIO1_DR);val |= (1 << 3); writel(val, GPIO1_DR);return 0;fail_rs:
fail_findnd:device_destroy(dtsled.class,dtsled.devid);
fail_device:class_destroy(dtsled.class);
fail_class:cdev_del(&dtsled.cdev);
fail_cdev:unregister_chrdev_region(dtsled.devid,DTSLED_CNT);
fail_devid:return ret;
}
static void __exit dtsled_exit(void)
{unsigned int val = 0;val = readl(GPIO1_DR);val |= (1 << 3);writel(val,GPIO1_DR);iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);iounmap(GPIO1_DR);iounmap(GPIO1_GDIR);cdev_del(&dtsled.cdev);unregister_chrdev_region(dtsled.devid,DTSLED_CNT); device_destroy(dtsled.class,dtsled.devid);class_destroy(dtsled.class);
}module_init(dtsled_init);
module_exit(dtsled_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("mxh");

编写测试ledAPP.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include #define LEDOFF 0
#define LEDON 1int main(int argc,char *argv[])
{int fd,retvalue;char *filename;unsigned char databuf[1];if(argc != 3){printf("Error Usage!\r\n");return -1;}filename = argv[1];fd = open(filename,O_RDWR);if(fd < 0){printf("file %s open failed!\r\n",filename);return -1;}databuf[0] = atoi(argv[2]);retvalue = write(fd,databuf,sizeof(databuf));if(retvalue < 0){printf("LED Control Failed!\r\n");close(fd);return -1;}close(fd);return 0;
}

修改Makefile

KERNELDIR := /home/mxh/linux/IMX6ULL/linux/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_gaCURRENT_PATH := $(shell pwd)obj-m := dtsled.obuild: kernel_moduleskernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules 
clean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

编译

make -j4

arm-linux-gnueabihf-gcc ledAPP.c -o ledAPP

将上面编译出来的dtsled.ko和ledAPP这两个文件拷贝到rootfs/lib/modules/4.1.15目录，进入到lib/modules/4.1.15，输入如下命令加载dtsled.ko

depmod
modprobe dtsled.ko

加载成功以后测试

./ledAPP /dev/led 1
./ledAPP /dev/led 0