學(xué)技術(shù)｜SemiDrive X9H GPIO 驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)篇

一、概述

SemiDrive X9H 擁有不同的 domain 域，例如 AP，Safety，Secure 等等。對(duì)于 GPIO 資源，不同 domain 之間 gpio 控制器是不同的，本次主要是使用的 AP 使用的是 gpio4 控制器。除了GPIO 控制器在不同 domain 之間不同以外，pin 也是有各自不同的 domain 的，但是當(dāng)它作為 gpio 使用時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置掛靠到對(duì)應(yīng)域下的 gpio 控制器上來(lái)在對(duì)應(yīng) domain 下使用。具體 pin 的 gpio 控制器的設(shè)置是通過(guò) PC 工具 SDConfigTool 來(lái)進(jìn)行。

本文主要是講述將 pin 作為 GPIO 使用，之后編寫(xiě)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)，測(cè)試。

二、適用環(huán)境

硬件：SemiDrive SD003_X9H REF_A03 DEMO Board

軟件：X9 PTG3.9

三、設(shè)備樹(shù)匹配

1、復(fù)用管腳為 GPIO

路徑：

/buildsystem/yocto/source/linux/arch/arm64/boot/dts/semidrive/x9_high_ref_native_serdes_nobt.dts

在上面 dts 文件的 &pinctrl 的 sdx9-evk 中添加管腳復(fù)用，主要是將 GPIO_C1 管腳復(fù)用成 GPIO。

pinctrl_gpio_learning: gpiogrp_learning {

kunlun,pins = <

X9_PINCTRL_GPIO_C1__GPIO_MUX2_IO1_1 0x00

>;

};

2、配置一個(gè)新節(jié)點(diǎn)

路徑：

/buildsystem/yocto/source/linux/arch/arm64/boot/dts/semidrive/x9_high_ref_native_serdes_nobt.dts

在上面 dts 文件里面的根節(jié)點(diǎn) / 下新建一個(gè)節(jié)點(diǎn)，添加屬性，獲取 gpio 編號(hào)。

gpio_learning {

#address-cells = <1>;

#size-cells = <1>;

compatible = "gpioled_learning";

pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_learning>;

gpio = <&port4b 17 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

status = "okay";

};

四、驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)

1、模塊出/入口函數(shù)

其中 module_init 是驅(qū)動(dòng)入口函數(shù)，主要進(jìn)行 platform 平臺(tái)驅(qū)動(dòng)注冊(cè)，module_exit 是驅(qū)動(dòng)出口函數(shù)，主要是進(jìn)行 platform 平臺(tái)驅(qū)動(dòng)注銷(xiāo)；

其中 MODULE_LICENSE 主要是聲明模塊許可證，一般為 GPL。

/*設(shè)備入口函數(shù)*/

static int __init gpio_learning_init(void)

{

return platform_driver_register(&gpio_learning_driver);

}

/*設(shè)備出口函數(shù)*/

static void __exit gpio_learning_exit(void)

{

platform_driver_unregister(&gpio_learning_driver);

}

/*指定上面的入口和出口函數(shù)*/

module_init(gpio_learning_init);

module_exit(gpio_learning_exit);

MODULE_LICENSE("GPL"); //LICENSE 采用 GPL 協(xié)議

2、platform 平臺(tái)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體

主要是通過(guò) match 函數(shù)和對(duì)應(yīng)的設(shè)備樹(shù)里面節(jié)點(diǎn)匹配，只要 compatible 屬性匹配成功即可，匹配成功就執(zhí)行 probe 函數(shù)。

/*匹配列表*/

static const struct of_device_id gpio_learning_of_match[] = {

{ .compatible = "gpioled_learning" },

{ /*sentinel*/}

};

/*

* platform 平臺(tái)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體

*/

static struct platform_driver gpio_learning_driver ={

.driver = {

.name = "gpio_learning_device",

.of_match_table = gpio_learning_of_match,

},

.probe = gpio_learning_probe,

.remove = gpio_learning_remove,

};

3、probe 函數(shù)

主要是注冊(cè)字符設(shè)備，通過(guò)獲取設(shè)備樹(shù)的節(jié)點(diǎn)，獲取 gpio 屬性，從而獲得 gpio編號(hào)，之后請(qǐng)求使用該 gpio，設(shè)置 gpio 模式。

/*

* platform 驅(qū)動(dòng)的 probe 函數(shù)

* 驅(qū)動(dòng)與設(shè)備匹配成功以后此函數(shù)就會(huì)執(zhí)行

*/

static int gpio_learning_probe(struct platform_device *dev)

{

printk("led driver and device was matched!\r\n");

/* 1、設(shè)置設(shè)備號(hào) */

if (gpiodev.major) { //如果定義了主設(shè)備號(hào)

gpiodev.devid = MKDEV(gpiodev.major, 0);//次設(shè)備號(hào)號(hào)默認(rèn) 0，構(gòu)建設(shè)備號(hào)

register_chrdev_region(gpiodev.devid, GPIODEV_CNT,GPIODEV_NAME);//注冊(cè)設(shè)備號(hào)

} else {

alloc_chrdev_region(&gpiodev.devid, 0, GPIODEV_CNT,GPIODEV_NAME);//動(dòng)態(tài)申請(qǐng)?jiān)O(shè)備號(hào)

gpiodev.major = MAJOR(gpiodev.devid);//獲取主設(shè)備號(hào)

}

/* 2、注冊(cè)設(shè)備 */

cdev_init(&gpiodev.cdev,&gpio_learning_fops);

cdev_add(&gpiodev.cdev, gpiodev.devid, GPIODEV_CNT);

/* 3、創(chuàng)建類(lèi) */

gpiodev.class = class_create(THIS_MODULE, GPIODEV_NAME);

if (IS_ERR(gpiodev.class)) {

return PTR_ERR(gpiodev.class);

}

/* 4、創(chuàng)建設(shè)備 */

gpiodev.device = device_create(gpiodev.class, NULL, gpiodev.devid,NULL, GPIODEV_NAME);

if (IS_ERR(gpiodev.device)) {

return PTR_ERR(gpiodev.device);

}

/* 5、初始化 IO */

gpiodev.node = of_find_node_by_path("/gpio_learning");

if (gpiodev.node == NULL){

printk("gpio_learning node nost find!\r\n");

return -EINVAL;

}

gpiodev.led0 = of_get_named_gpio(gpiodev.node, "gpio", 0);/*獲取要使用的 GPIO 編號(hào) */

if (gpiodev.led0 < 0) {

printk("can't get gpio\r\n");

return -EINVAL;

}

printk("led0 = %d\r\n",gpiodev.led0);

int ret = gpio_request(gpiodev.led0, "led0");/*申請(qǐng)gpio管腳 */

if(ret == 0)

{

printk("gpio_request success\r\n");

}

else

{

printk("gpio_request fail\r\n");

return -1;

}

ret = gpio_direction_output(gpiodev.led0, 1); /*設(shè)置為輸出，默認(rèn)高電平 */

if(ret == 0)

{

printk("gpio_direction_output success\r\n");

}

else

{

printk("gpio_direction_output fail\r\n");

return -1;

}

return 0;

}

4、設(shè)備函數(shù)操作結(jié)構(gòu)體

主要是一個(gè) open 和 write 的函數(shù)。

/*

* 設(shè)備操作函數(shù)結(jié)構(gòu)體

*/

static struct file_operations gpio_learning_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = gpio_learning_open,

.write = gpio_learning_write,

};

5、設(shè)備操作 open 和 write函數(shù)

主要 open 函數(shù)是將 private_data 指向設(shè)備結(jié)構(gòu)體。

主要 write 函數(shù)是接受用戶(hù)層傳來(lái)的數(shù)據(jù)，之后根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)置 gpio 操作。

#define GPIODEV_CNT 1 /* 設(shè)備號(hào)長(zhǎng)度 */

#define GPIODEV_NAME "gpio_learning" /* 設(shè)備名字 */

#define GPIOOFF 0

#define GPIOON 1

//設(shè)備結(jié)構(gòu)體

struct gpiodev_dev{

dev_t devid; /* 設(shè)備號(hào) */

struct cdev cdev; /* cdev */

struct class *class; /* 類(lèi) */

struct device *device; /* 設(shè)備 */

int major; /* 主設(shè)備號(hào) */

struct device_node *node; /* 設(shè)備節(jié)點(diǎn) */

int led0; /* LED 燈 GPIO 標(biāo)號(hào) */

};

struct gpiodev_dev gpiodev;

/*

* @description : LED 打開(kāi)/關(guān)閉

* @param - sta : LEDON(0) 打開(kāi) LED，LEDOFF(1) 關(guān)閉 LED

* @return : 無(wú)

*/

void led0_switch(u8 sta)

{

if (sta == GPIOON )

{

gpio_set_value(gpiodev.led0, 1);

printk("gpio_set_value = 1!\r\n");

}

else if (sta == GPIOOFF)

{

gpio_set_value(gpiodev.led0, 0);

printk("gpio_set_value = 0!\r\n");

}

return 0;

}

/*

* @description : 打開(kāi)設(shè)備

* @param – inode : 傳遞給驅(qū)動(dòng)的 inode

* @param - filp : 設(shè)備文件，file 結(jié)構(gòu)體有個(gè)叫做 private_data 的成員變量

* 一般在 open 的時(shí)候?qū)?private_data 指向設(shè)備結(jié)構(gòu)體。

* @return : 0 成功;其他 失敗

*/

static int gpio_learning_open(struct inode *inode,struct file *filp)

{

filp->private_data = &gpiodev; /* 設(shè)置私有數(shù)據(jù) */

return 0;

}

static ssize_t gpio_learning_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t cnt,loff_t *offt)

{

int retvalue;

unsigned char databuf[2];

unsigned char ledstat;

retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);

if(retvalue < 0) {

printk("kernel write failed!\r\n");

return -EFAULT;

}

printk("retvalue = %d\r\n",retvalue);

ledstat = databuf[0];

if (ledstat == GPIOON) {

printk("ledstat = 1\r\n");

led0_switch(GPIOON);

} else if (ledstat == GPIOOFF) {

printk("ledstat = 0\r\n");

led0_switch(GPIOOFF);

}

return 0;

}

五、Kernel 配置

1、Makefile 文件

obj-$(CONFIG_GPIO_LEARNING) += gpio_learning.o

2、Kconfig 文件

config GPIO_LEARNING

tristate "GPIO learning block support"

default m

help

This is enable gpio learning test

3、引用

在自己編寫(xiě)文件的上一級(jí)目錄 Makefile 和 Kconfig 添加對(duì)應(yīng)引用，并在對(duì)應(yīng) deconfig 配置。

Makefile 文件引用

obj-$(CONFIG_GPIO_LEARNING) += gpio_learning/

Kconfig 文件引用

source "drivers/gpio_learning/Kconfig"

deconfig 文件配置

路徑：

/buildsystem/yocto/source/linux/arch/arm64/configs/x9_ref_linux_defconfig

等于 m 表示編譯成 ko 文件，等于 y 表示編譯進(jìn)內(nèi)核。

CONFIG_GPIO_LEARNING=m

六、APP 測(cè)試

主要是傳入三個(gè)參數(shù)，一個(gè)是運(yùn)行的 app，一個(gè)是對(duì)應(yīng)的 /dev/xxx，一個(gè)是對(duì) gpio 的操作（1/0），通過(guò) /dev/xxx 打開(kāi)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)文件，通過(guò) write 發(fā)送對(duì)應(yīng)的操作。

#include "stdio.h"

#include "unistd.h"

#include "sys/types.h"

#include "sys/stat.h"

#include "fcntl.h"

#include "stdlib.h"

#include "string.h"

int main(int argc, char *argv[])

{

int fd, retvalue;

char *filename;

unsigned char databuf[2];

if(argc != 3){ //傳入三個(gè)參數(shù)：運(yùn)行的app /dev/xxx 操作

printf("Error Usage!\r\n");

return -1;

}

filename = argv[1];

/* 打開(kāi) /dev/xxx 驅(qū)動(dòng)文件 */

fd = open(filename, O_RDWR);

if(fd < 0){

printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);

return -1;

}

databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要執(zhí)行的操作：打開(kāi)或關(guān)閉 */

retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));

if(retvalue < 0){

printf("LED Control Failed!\r\n");

close(fd);

return -1;

}

retvalue = close(fd); /* 關(guān)閉文件 */

if(retvalue < 0){

printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);

return -1;

}

return 0;

}

以上完成了 SemiDrive X9H GPIO 功能的實(shí)現(xiàn)。

接下來(lái)將會(huì)更新更多關(guān)于 SemiDrive X9H 的開(kāi)發(fā)博文，如有相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，可在評(píng)論區(qū)留言。

七、參考文檔

《 SemiDrive_9_Series_GPIO使用手冊(cè)_Rev01.00.pdf 》

《 X9H處理器數(shù)據(jù)手冊(cè)_Rev04.00.pdf 》

《 SD003_X9H_REF_A03_SCH.pdf 》

《 X9_Processor_TRM_Rev00.07.pdf 》