HDF驱动框架探路(六):linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器 原创 精华

发布于 2021-12-21 17:36
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老规矩还是将最终希望跑出来的效果放出来。如下:
HDF驱动框架探路(六):linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器-开源基础软件社区

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前言

  • 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

HDF驱动框架探路(六):linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器-开源基础软件社区

总线框架图

HDF驱动框架探路(六):linux总线机制imx6ull驱动sr501红外传感器-开源基础软件社区

涉及到的概念介绍

1.总线的概念

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。

1.驱动程序

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
    • 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。
    • 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。
  • 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

#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.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>
#include <linux/workqueue.h>
#include <asm/current.h>
static int major;
static struct class *sr501_class;
static struct gpio_desc *sr501_gpio;
static int irq;
static int sr501_data = 0;  
static wait_queue_head_t sr501_wq;
/* 实现对应的open/read/write等函数,填入file_operations结构体                   */
static ssize_t sr501_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
#if 0
	int val;
	int len = (size < 4)? size : 4;
	
	val = gpiod_get_value(sr501_gpio); 
	copy_to_user(buf, &val, len);
	return len;
#else
	int val;
	int len = (size < 4)? size : 4;
	/* 1. 有数据就copy_to_uesr */
	/* 2. 无数据就休眠:  放入某个链表 */
	wait_event_interruptible(sr501_wq, sr501_data);	
	copy_to_user(buf, &sr501_data, len);
	sr501_data = 0;
	return len;
#endif
}

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

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

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

    platform_driver_unregister(&sr501s_driver);
}
/* 7. 其他完善:提供设备信息,自动创建设备节点                                     */

module_init(sr501_init);
module_exit(sr501_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2.修改设备树

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
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3.应用侧测试程序

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

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

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

	while (1)
	{
		read(fd, &val, 4);
		if (val == 0x1) {
			printf("detect people\n");
		}
	}
	
	close(fd);
	
	return 0;
}

4.编译

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

KERN_DIR =  ~/imx6ullpro/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 sr501_test sr501_test.c
clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order
obj-m += sr501_drv.o

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

insmod sr501_drv.ko

4.6 执行测试程序

./sr501_test

上述所有代码都已上传:git@gitee.com:forQinzhikai/imx6ullpro.git

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