【IMX6ULL驱动开发学习】08.马达驱动实战：驱动编写、手动注册平台设备和设备树添加节点信息

一、使用设备树

1.1 修改设备树流程

二、手动创建平台设备

三、总结（附驱动程序）

前情提要：【IMX6ULL驱动开发学习】07.驱动程序分离的思想之平台总线设备驱动模型和设备树_阿龙还在写代码的博客-CSDN博客

手动注册平台设备和设备树的目的都是为了构造platform_device结构体

一、使用设备树

之前的驱动编写方式，引脚信息在驱动程序里写死了，移植性差。而使用设备树，这样的程序编写方式便于在换了板子或引脚之后，只要修改设备树的节点信息即可，不需要看复杂的驱动程序，前提是有完备的驱动程序。

在驱动程序的入口函数里注册了gpio_platform_driver，

module_init(gpio_drv_init);
static int __init gpio_drv_init(void)
{
	/* 注册platform_driver */
	return platform_driver_register(&gpio_platform_driver);
}

gpio_platform_driver结构体中probe函数被调用，需要在设备树中找到与之匹配的设备节点信息，即设备节点信息也要含有这个语句.compatible = "100ask,gpiodemo"

static const struct of_device_id gpio_dt_ids[] = {
        { .compatible = "100ask,gpiodemo", },
        { /* sentinel */ }
};

static struct platform_driver gpio_platform_driver = {
	.driver		= {
		.name	= "100ask_gpio_plat_drv",
		.of_match_table = gpio_dt_ids,
	},
	.probe		= gpio_drv_probe,
	.remove		= gpio_drv_remove,
};

1.1 修改设备树流程

在内核目录下找到设备树文件，以我的路径为例，这里给出绝对路径

修改设备树：vi /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts
增加节点信息如下：

motor {
    compatible = "100ask,gpiodemo";
    gpios = <&gpio4 19 GPIO_ACTIVE_HIGH>, 
            <&gpio4 20 GPIO_ACTIVE_HIGH>,
            <&gpio4 21 GPIO_ACTIVE_HIGH>,
			<&gpio4 22 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};

一定要在/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88目录下编译设备树：make dtbs
复制到单板上，如下：

PC:
cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs/

开发板:
mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs /mnt
cp /mnt/100ask_imx6ull-14x14.dtb  /boot
reboot

查看设备树节点信息：ls /sys/firmware/devicetree/base/

查看马达节点有没有被转换成平台设备（platform_device）：ls /sys/bus/platform/devices/

有这个motor文件表示有了对应的平台设备。

进入motor文件查看，因为还没装驱动，所以没有显示驱动程序

装载驱动后，查看motor文件：说明驱动和设备都匹配上了

最后就编写测试程序进行测试即可：

./button_test /dev/motor ...

二、手动创建平台设备

编写dev.c文件

#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/timer.h>

static struct resource my_drv_resource[] = {
	{
        .start          = 115,
        .end            = 115,
        .flags          = IORESOURCE_IRQ,
	},
	{
        .start          = 116,
        .end            = 116,
        .flags          = IORESOURCE_IRQ,
	},
	{
        .start          = 117,
        .end            = 117,
        .flags          = IORESOURCE_IRQ,
	},
	{
        .start          = 118,
        .end            = 118,
        .flags          = IORESOURCE_IRQ,
	},
};

static struct platform_device gpio_platform_device = {
        .name           = "100ask_gpio_plat_drv",
        .id             = 0,
        .num_resources  = ARRAY_SIZE(my_drv_resource),// =4 宏来计算数组大小
        .resource       = my_drv_resource,
};

static int __init gpio_dev_init(void)
{
	/* 注册platform_driver */
	return platform_device_register(&gpio_platform_device);
}

static void __exit gpio_dev_exit(void)
{
	/* 反注册platform_driver */
	platform_device_unregister(&gpio_platform_device);
}

/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */

module_init(gpio_dev_init);
module_exit(gpio_dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

其中，由这个名字"100ask_gpio_plat_drv"找到与之匹配的平台驱动（platform_driver）

static struct platform_device gpio_platform_device = {
        .name           = "100ask_gpio_plat_drv",
        .id             = 0,
        .num_resources  = ARRAY_SIZE(my_drv_resource),// =4 宏来计算数组大小
        .resource       = my_drv_resource,
};

修改Makefile文件

KERN_DIR =  /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88 # 板子所用内核源码的目录

all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
	$(CROSS_COMPILE)gcc -o button_test button_test.c
clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order  button_test

# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y := a.o b.o
# obj-m += ab.o

obj-m += gpio_drv.o
obj-m += gpio_dev.o

编译：make
设备树节点信息取消：因为内核里有了设备树节点信息，需要改回去或者添加disabled状态

motor {
    compatible = "100ask,gpiodemo";
    gpios = <&gpio4 19 GPIO_ACTIVE_HIGH>, 
            <&gpio4 20 GPIO_ACTIVE_HIGH>,
            <&gpio4 21 GPIO_ACTIVE_HIGH>,
			<&gpio4 22 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    status = "disabled";
};

编译：make dtbs
更新设备树：

PC:
cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs/

开发板:
mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs /mnt
cp /mnt/100ask_imx6ull-14x14.dtb  /boot
reboot

查看设备树节点信息：ls /sys/firmware/devicetree/base/

状态为禁止状态，设备树节点信息被我们禁用了

查看马达节点有没有被转换成平台设备（platform_device）：ls /sys/bus/platform/devices/，这里肯定也是没有的

装载驱动程序、查看是否匹配上、查看设备节点

这个平台驱动支持名为"100ask_gpio_plat_drv"的设备，设备节点也出来了

三、总结（附驱动程序）

这个驱动程序，在入口函数里注册了平台驱动，这个平台驱动可以支持来自设备树的平台设备.compatible = "100ask,gpiodemo",和来自自己手动创建的平台设备.name = "100ask_gpio_plat_drv"。匹配规则有4种，这里用的是最简单的。当平台driver匹配到平台device时，驱动程序里的probe函数就被调用，probe函数里可以从设备树里得到引脚信息，也可以从手动注册的平台device里得到所谓的资源。

static const struct of_device_id gpio_dt_ids[] = {
        { .compatible = "100ask,gpiodemo", },
        { /* sentinel */ }
};

static struct platform_driver gpio_platform_driver = {
	.driver		= {
		.name	= "100ask_gpio_plat_drv",
		.of_match_table = gpio_dt_ids,//设备树信息
	},
	.probe		= gpio_drv_probe,
	.remove		= gpio_drv_remove,
};

驱动程序：

#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/timer.h>

struct gpio_desc{
	int gpio;
	int irq;
        char name[128];
        int key;
	struct timer_list key_timer;
} ;

static struct gpio_desc *gpios;
static int count;

/* 主设备号                                                                 */
static int major = 0;
static struct class *gpio_class;

/* 马达引脚设置数字 */
static int g_motor_pin_ctrl[8]= {0x2,0x3,0x1,0x9,0x8,0xc,0x4,0x6};
static int g_motor_index = 0;

void set_pins_for_motor(int index)
{
	int i;
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		gpio_set_value(gpios[i].gpio, g_motor_pin_ctrl[index] & (1<<i) ? 1 : 0);
	}
}

void disable_motor(void)
{
	int i;
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		gpio_set_value(gpios[i].gpio, 0);
	}
}

/* int buf[2];
 * buf[0] = 步进的次数, > 0 : 逆时针步进; < 0 : 顺时针步进
 * buf[1] = mdelay的时间
 */
static ssize_t motor_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
    int ker_buf[2];
    int err;
	int step;


    if (size != 8)
        return -EINVAL;

    err = copy_from_user(ker_buf, buf, size);


	if (ker_buf[0] > 0)
	{
		/* 逆时针旋转 */
		for (step = 0; step < ker_buf[0]; step++)
{
			set_pins_for_motor(g_motor_index);
			mdelay(ker_buf[1]);
			g_motor_index--;
			if (g_motor_index == -1)
				g_motor_index = 7;

}
	}
	else
	{
		/* 顺时针旋转 */
		ker_buf[0] = 0 - ker_buf[0];
		for (step = 0; step < ker_buf[0]; step++)
{
			set_pins_for_motor(g_motor_index);
			mdelay(ker_buf[1]);
			g_motor_index++;
			if (g_motor_index == 8)
				g_motor_index = 0;

		}
}

	/* 改进：旋转到位后让马达不再消耗电源 */
	disable_motor();

    return 8;    
}



/* 定义自己的file_operations结构体                                              */
static struct file_operations gpio_key_drv = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.write   = motor_write,
};

/* 在入口函数 */
static int gpio_drv_probe(struct platform_device *pdev)
{
    int err = 0;
    int i;
	struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
	struct resource *res;
    
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	

	/* 从platfrom_device获得引脚信息 
	 * 1. pdev来自c文件
     * 2. pdev来自设备树
	 */
	
	if (np)
	{
		/* pdev来自设备树 : 示例
        reg_usb_ltemodule: regulator@1 {
            compatible = "100ask,gpiodemo";
            gpios = <&gpio5 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>, <&gpio5 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        };
		*/
		count = of_gpio_count(np);
		if (!count)
			return -EINVAL;

		gpios = kmalloc(count * sizeof(struct gpio_desc), GFP_KERNEL);
		for (i = 0; i < count; i++)
		{
			gpios[i].gpio = of_get_gpio(np, i);
			sprintf(gpios[i].name, "%s_pin_%d", np->name, i);
		}
	}
	else
	{
		/* pdev来自c文件 
		static struct resource omap16xx_gpio3_resources[] = {
			{
					.start  = 115,
					.end    = 115,
					.flags  = IORESOURCE_IRQ,
			},
			{
					.start  = 118,
					.end    = 118,
					.flags  = IORESOURCE_IRQ,
			},		};		
		*/
		count = 0;
		while (1)
		{
			res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, count);
			if (res)
			{
				count++;
			}
			else
			{
				break;
			}
		}

		if (!count)
			return -EINVAL;

		gpios = kmalloc(count * sizeof(struct gpio_desc), GFP_KERNEL);
		for (i = 0; i < count; i++)
		{
			res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i);
			gpios[i].gpio = res->start;
			sprintf(gpios[i].name, "%s_pin_%d", pdev->name, i);
		}

	}

	for (i = 0; i < count; i++)
	{
		err = gpio_request(gpios[i].gpio, gpios[i].name);
		gpio_direction_output(gpios[i].gpio, 0);
	}

	/* 注册file_operations 	*/
	major = register_chrdev(0, "100ask_gpio_key", &gpio_key_drv);  /* /dev/gpio_desc */

	gpio_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_gpio_key_class");
	if (IS_ERR(gpio_class)) {
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "100ask_gpio_key");
		return PTR_ERR(gpio_class);
	}

	device_create(gpio_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "motor"); /* /dev/motor */
	
	return err;
}

/* 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
 */
static int gpio_drv_remove(struct platform_device *pdev)
{
    int i;
    
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);

	device_destroy(gpio_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(gpio_class);
	unregister_chrdev(major, "100ask_gpio_key");

	for (i = 0; i < count; i++)
	{
		gpio_free(gpios[i].gpio);
	}

	return 0;
}

static const struct of_device_id gpio_dt_ids[] = {
        { .compatible = "100ask,gpiodemo", },
        { /* sentinel */ }
};

static struct platform_driver gpio_platform_driver = {
	.driver		= {
		.name	= "100ask_gpio_plat_drv",
		.of_match_table = gpio_dt_ids,//设备树信息
	},
	.probe		= gpio_drv_probe,
	.remove		= gpio_drv_remove,
};

static int __init gpio_drv_init(void)
{
	/* 注册platform_driver */
	return platform_driver_register(&gpio_platform_driver);
}

static void __exit gpio_drv_exit(void)
{
	/* 反注册platform_driver */
	platform_driver_unregister(&gpio_platform_driver);
}

/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */

module_init(gpio_drv_init);
module_exit(gpio_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");