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

逝去的青葱 發表於 2024-1-17 00:00:00

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

<div id="navCategory"><h5 class="catalogue">目录</h5><ul class="first_class_ul"><li>
前言
</li><li>
涉及到的概念介绍
<ul class="second_class_ul"><li>
1.总线的概念
</li><li>
驱动程序
</li><li>
2.修改设备树
</li><li>
3.应用侧测试程序
</li><li>
4.编译
</li></ul></li></ul></div>
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<center>
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</center>

HDF驱动框架探路6:

<h2>
前言
</h2>

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

<center>
<img title="HDF驱动框架探路：Linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器" alt="HDF驱动框架探路：Linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器" src="https://zhuji.jb51.net/uploads/img/202305/ce555b549b3c8bd6e085059b10c27afd.jpg"> 
</center>

总线框架图

<center>
<img title="HDF驱动框架探路：Linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器" alt="HDF驱动框架探路：Linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器" src="https://zhuji.jb51.net/uploads/img/202305/95add6c95831b8b47ea0b532e94c8284.jpg"> 
</center>
<h2>
涉及到的概念介绍
</h2>
<h3>
1.总线的概念
</h3>

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。

<h3>
驱动程序
</h3>

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

<ul>
<li>
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。
</li>
<li>
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。
</li>
</ul>

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

<ol class="dp-sql">
<li class="alt">
#include <linux module.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux poll.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux fs.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux errno.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux miscdevice.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux kernel.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux major.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux mutex.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux proc_fs.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux seq_file.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux stat.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux init.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux device.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux tty.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux kmod.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux gfp.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux consumer.h gpio></linux>
</li>
<li>
#include <linux platform_device.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux of_gpio.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux of_irq.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux interrupt.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux irq.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux slab.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux fcntl.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include <linux timer.h></linux>
</li>
<li>
#include <linux workqueue.h></linux>
</li>
<li class="alt">
#include current</asm>.h> 
</li>
<li>
static int major; 
</li>
<li class="alt">
static struct class *sr501_class; 
</li>
<li>
static struct gpio_desc *sr501_gpio; 
</li>
<li class="alt">
static int irq; 
</li>
<li>
static int sr501_data = 0; 
</li>
<li class="alt">
static wait_queue_head_t sr501_wq; 
</li>
<li>
/* 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体 */ 
</li>
<li class="alt">
static ssize_t sr501_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) 
</li>
<li>
{ 
</li>
<li class="alt">
#if 0 
</li>
<li>
int val; 
</li>
<li class="alt">
int len = (size < 4)? size : 4; 
</li>
<li>

</li>
<li class="alt">
val = gpiod_get_value(sr501_gpio); 
</li>
<li>
copy_to_user(buf, &val, len); 
</li>
<li class="alt">
return len; 
</li>
<li>
#else 
</li>
<li class="alt">
int val; 
</li>
<li>
int len = (size < 4)? size : 4; 
</li>
<li class="alt">
/* 1. 有数据就copy_to_uesr */ 
</li>
<li>
/* 2. 无数据就休眠: 放入某个链表 */ 
</li>
<li class="alt">
wait_event_interruptible(sr501_wq, sr501_data); 
</li>
<li>
copy_to_user(buf, &sr501_data, len); 
</li>
<li class="alt">
sr501_data = 0; 
</li>
<li>
return len; 
</li>
<li class="alt">
#endif 
</li>
<li>
} 
</li>
<li class="alt">

</li>
<li>
static unsigned int sr501_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait) 
</li>
<li class="alt">
{ 
</li>
<li>
return 0; 
</li>
<li class="alt">
} 
</li>
<li>
/* 定义自己的file_operations结构体 */ 
</li>
<li class="alt">
static struct file_operations sr501_fops = { 
</li>
<li>
.owner = THIS_MODULE, 
</li>
<li class="alt">
.read = sr501_drv_read, 
</li>
<li>
.poll = sr501_drv_poll, 
</li>
<li class="alt">
}; 
</li>
<li>
static irqreturn_t sr501_isr(int irq, void *dev_id) 
</li>
<li class="alt">
{ 
</li>
<li>
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
</li>
<li class="alt">
/* 1. 记录数据 */ 
</li>
<li>
sr501_data = 1; 
</li>
<li class="alt">
/* 2. 唤醒APP:去同一个链表把APP唤醒 */ 
</li>
<li>
wake_up(&sr501_wq); 
</li>
<li class="alt">
return IRQ_HANDLED; 
</li>
<li>
} 
</li>
<li class="alt">
/* 1. 从platform_device获得GPIO 
</li>
<li>
* 2. gpio=>irq 
</li>
<li class="alt">
* 3. request_irq 
</li>
<li>
*/ 
</li>
<li class="alt">
static int sr501_probe(struct platform_device *pdev) 
</li>
<li>
{ 
</li>
<li class="alt">
/* 1. 获得硬件信息 */ 
</li>
<li>
sr501_gpio = gpiod_get(&pdev->dev, NULL, 0); 
</li>
<li class="alt">
gpiod_direction_input(sr501_gpio); 
</li>
<li>
irq = gpiod_to_irq(sr501_gpio); 
</li>
<li class="alt">
request_irq(irq, sr501_isr, IRQF_TRIGGER_RISING|IRQF_TRIGGER_FALLING, "sr501", NULL); 
</li>
<li>
/* 注册file_operations */ 
</li>
<li class="alt">
major = register_chrdev(0, "sr501", &sr501_fops); 
</li>
<li>

</li>
<li class="alt">
sr501_class = class_create(THIS_MODULE, "sr501_class"); 
</li>
<li>
if (IS_ERR(sr501_class)) { 
</li>
<li class="alt">
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
</li>
<li>
unregister_chrdev(major, "sr501"); 
</li>
<li class="alt">
return PTR_ERR(sr501_class); 
</li>
<li>
} 
</li>
<li class="alt">
/* 2. device_create */ 
</li>
<li>
device_create(sr501_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "sr501"); 
</li>
<li class="alt">

</li>
<li>
return 0; 
</li>
<li class="alt">
} 
</li>
<li>
static int sr501_remove(struct platform_device *pdev) 
</li>
<li class="alt">
{ 
</li>
<li>
device_destroy(sr501_class, MKDEV(major, 0)); 
</li>
<li class="alt">
class_destroy(sr501_class); 
</li>
<li>
unregister_chrdev(major, "sr501"); 
</li>
<li class="alt">
} 
</li>
<li>
static const struct of_device_id qzk_sr501[] = { 
</li>
<li class="alt">
{ .compatible = "qzk,sr501" }, 
</li>
<li>
{ }, 
</li>
<li class="alt">
}; 
</li>
<li>
/* 1. 定义platform_driver */ 
</li>
<li class="alt">
static struct platform_driver sr501s_driver = { 
</li>
<li>
.probe = sr501_probe, 
</li>
<li class="alt">
.remove = sr501_remove, 
</li>
<li>
.driver = { 
</li>
<li class="alt">
.name = "qzk_sr501", 
</li>
<li>
.of_match_table = qzk_sr501, 
</li>
<li class="alt">
}, 
</li>
<li>
}; 
</li>
<li class="alt">
/* 2. 在入口函数注册platform_driver */ 
</li>
<li>
static int __init sr501_init(void) 
</li>
<li class="alt">
{ 
</li>
<li>
int err; 
</li>
<li class="alt">
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
</li>
<li>
init_waitqueue_head(&sr501_wq); 
</li>
<li class="alt">
err = platform_driver_register(&sr501s_driver); 
</li>
<li>
return err; 
</li>
<li class="alt">
} 
</li>
<li>
/* 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 
</li>
<li class="alt">
* 卸载platform_driver 
</li>
<li>
*/ 
</li>
<li class="alt">
static void __exit sr501_exit(void) 
</li>
<li>
{ 
</li>
<li class="alt">
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); 
</li>
<li>

</li>
<li class="alt">
platform_driver_unregister(&sr501s_driver); 
</li>
<li>
} 
</li>
<li class="alt">
/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点 */ 
</li>
<li>

</li>
<li class="alt">
module_init(sr501_init); 
</li>
<li>
module_exit(sr501_exit); 
</li>
<li class="alt">
MODULE_LICENSE("GPL"); 
</li>
</ol>
<h3>
2.修改设备树
</h3>

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

<center>
<img title="HDF驱动框架探路：Linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器" alt="HDF驱动框架探路：Linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器" src="https://zhuji.jb51.net/uploads/img/202305/c4d1146f98d2f1dfd058206007901c90.jpg"> 
</center>
<h3>
3.应用侧测试程序
</h3>

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

<ol class="dp-sql">
<li class="alt">
#include <sys types.h></sys>
</li>
<li>
#include <sys stat.h></sys>
</li>
<li class="alt">
#include <fcntl.h></fcntl.h>
</li>
<li>
#include <unistd.h></unistd.h>
</li>
<li class="alt">
#include <stdio.h></stdio.h>
</li>
<li>
#include <string.h></string.h>
</li>
<li class="alt">

</li>
<li>
int main(int argc, char **argv) 
</li>
<li class="alt">
{ 
</li>
<li>
int fd; 
</li>
<li class="alt">
int val; 
</li>
<li>
fd = open("/dev/sr501", O_RDWR); 
</li>
<li class="alt">
if (fd == -1) 
</li>
<li>
{ 
</li>
<li class="alt">
printf("can not open file %s\n", argv); 
</li>
<li>
return -1; 
</li>
<li class="alt">
} 
</li>
<li>

</li>
<li class="alt">
while (1) 
</li>
<li>
{ 
</li>
<li class="alt">
read(fd, &val, 4); 
</li>
<li>
if (val == 0x1) { 
</li>
<li class="alt">
printf("detect people\n"); 
</li>
<li>
} 
</li>
<li class="alt">
} 
</li>
<li>

</li>
<li class="alt">
close(fd); 
</li>
<li>

</li>
<li class="alt">
return 0; 
</li>
<li>
} 
</li>
</ol>
<h3>
4.编译
</h3>

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

<ol class="dp-sql">
<li class="alt">
KERN_DIR = ~/imx6ullpro/Linux-4.9.88 # 板子所用内核源码的目录 
</li>
<li>
all: 
</li>
<li class="alt">
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
</li>
<li>
$(CROSS_COMPILE)gcc -o sr501_test sr501_test.c 
</li>
<li class="alt">
clean: 
</li>
<li>
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean 
</li>
<li class="alt">
rm -rf modules.order 
</li>
<li>
obj-m += sr501_drv.o 
</li>
</ol>

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

<ol class="dp-sql">
<li class="alt">
insmod sr501_drv.ko 
</li>
</ol>

4.6 执行测试程序

<ol class="dp-sql">
<li class="alt">
./sr501_test 
</li>
</ol>

原文链接： https://harmonyos.51cto.com

頁: [1]

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