linux驱动开发音频设备驱动,linux驱动开发—基于Device tree机制的驱动编写
摘要：媒介 Device Tree是一種用去描繪硬件的數據布局，類似板級描繪說話，發(fā)源于OpenFirmware(OF)。正在現在遍及應用的kernel 2.6.x版本中，對分歧仄臺、分歧硬件，往]
前言
Device Tree是一種用來描述硬件的數據結構，類似板級描述語言，起源于OpenFirmware(OF)。在目前廣泛使用的Linux kernel 2.6.x版本中，對于不同平臺、不同硬件，往往存在著大量的不同的、移植性差的板級描述代碼，以達到對這些不同平臺和不同硬件特殊適配的需求。但是過多的平臺、過的的不同硬件導致了這樣的代碼越來越多，最終引發(fā)了LinuxLinus的不滿，以及強烈呼吁改變。Device Tree的引入給驅動適配帶來了很大的方便，一套完整的Device Tree可以將一個PCB擺在你眼前。Device Tree可以描述CPU，可以描述時鐘、中斷控制器、IO控制器、SPI總線控制器、I2C控制器、設備等任何現有驅動單位。對具體器件能夠描述到使用哪個中斷，內存映射是多少等等。
關于Device Tree的數據結構和詳細使用方法，請大家查看宋寶華老師的一篇：
http://blog.csdn.net/airk000/article/details/2
1 基于Device Tree機制內核的驅動開發(fā)—實例講解
這個章節(jié)，作者來講講基于Linux-3.2.X之后使用device tree機制的內核的驅動開發(fā)案例。本文的驅動開發(fā)案例是作者工作期間親自寫的驅動代碼。CPU平臺使用的是NXP(freescale)的i.MX6ul。概要信息描述如下：
硬件平臺：NXP(freescale)—i.MX6ul
開發(fā)平臺：-12.04
內核版本：Linux-3.14.38
編譯環(huán)境：yocto project
1.1 基于Device Tree機制的驅動開發(fā)—系統(tǒng)如何加載和解析dtb文件
基于Device Tree機制的驅動開發(fā)，在驅動當中所使用到的硬件資源都在對應的CPU平臺的dts文件上進行配置，然后編譯生成dtb文件，放在u-boot分區(qū)之后，內核分區(qū)之前。這里順便講一下，內核是如何解析dtb文件的。其大致過程如下：
系統(tǒng)上電啟動之后，u-boot加載dtb，通過u-boot和Linux內核之間的傳參操作將dtb文件傳給內核，然后內核解析dtb文件，根據device tree中的配置(dtb文件)去初始化設備的CPU管腳、各個外設的狀態(tài)。device tree中的配置主要是起到了初始化硬件資源的作用，后期可以在驅動中修改設備的硬件資源的狀態(tài)，比如在device tree中初始化某個GPIO的管腳為上拉狀態(tài)，可以在驅動加載之后修改這個管腳的狀態(tài)。
1.2 基于Device Tree機制的驅動開發(fā)—dts文件的配置和編譯
本節(jié)開始以具體的驅動例子講解如何在驅動開發(fā)中配置dts文件。這里使用i.MX6ul平臺下的矩陣鍵盤驅動中使用到的幾個GPIO口講解如何配置dts文件和編譯。本次講解案例用于編譯驅動的內核是Linux-3.14.38。首先我們先來看看如何在內核中找到自己相應CPU平臺的dts文件：
1.dts文件位于內核的arch/arm/boot/dts/$(board).dts，其中的$(board)指的是對應的CPU平臺，比如i.MX6ul平臺的dts文件如下：
imx6ul/linux-3.14.38-v2$ vim arch/arm/boot/dts/imx6ul-14x14-evk.dts(部分內容)
#include #include "imx6ul.dtsi"
/ {
model = "Freescale i.MX6 UltraLite Ned Board";
compatible = "fsl,imx6ul-14x14-evk", "fsl,imx6ul";
chosen {
stdout-path = &uart1;
};
memory {
reg = <0x80000000 0x20000000>;
};
pxp_v4l2 {
compatible = "fsl,imx6ul-pxp-v4l2", "fsl,imx6sx-pxp-v4l2", "fsl,imx6sl-pxp-v4l2";
status = "okay";
};
keyboard {
compatible = "max-keypad";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = ;
in-gpios = , //key_in0
, //key_in1
; //key_in2
out-gpios = , //key_out0
, //key_out1
, //key_out2
, //key_out3
; //key_out4
status = "okay";
};
};
&cpu0 {
arm-supply = ;
soc-supply = ;
};
&clks {
assigned-clocks = ;
assigned-clock-rates = <786432000>;
};
&tsc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = ;
status = "okay";
xnur-gpio = ;
measure_delay_time = <0xffff>;
pre_charge_time = <0xfff>;
};
&gpmi {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = ;
status = "okay";
nand-on--bbt;
};
&lcdif {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = ;
lcd_reset = ;
display = ;
status = "okay";
display0: display {
bits-per-pixel = <16>;
bus-width = <8>;
display-timings {
native-mode = ;
timing0: timing0 {
clock-frequency = <9200000>;
hactive = <240>;
vactive = <320>;
hfront-porch = <8>;
hback-porch = <4>;
hsync-len = <41>;
vback-porch = <2>;
vfront-porch = <4>;
vsync-len = <10>;
hsync-active = <0>;
vsync-active = <0>;
de-active = <1>;
pixelclk-active = <0>;
};
};
};
};
&iomuxc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = ;
imx6ul-evk {
pinctrl_uart1: uart1grp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_UART1_TX_DATA__UART1_DCE_TX 0x1b0b1
MX6UL_PAD_UART1_RX_DATA__UART1_DCE_RX 0x1b0b1
>;
};
pinctrl_tsc: tscgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_GPIO1_IO01__GPIO1_IO010xb0
MX6UL_PAD_GPIO1_IO02__GPIO1_IO020xb0
MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO030xb0
MX6UL_PAD_GPIO1_IO04__GPIO1_IO040xb0
>;
};
pinctrl_lcdif_dat: lcdifdatgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_LCD_DATA00__LCDIF_DATA00 0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA01__LCDIF_DATA01 0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA02__LCDIF_DATA02 0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA03__LCDIF_DATA03 0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA04__LCDIF_DATA04 0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA05__LCDIF_DATA05 0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA06__LCDIF_DATA06 0x79
MX6UL_PAD_LCD_DATA07__LCDIF_DATA07 0x79
>;
};
pinctrl_lcdif_ctrl: lcdifctrlgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_LCD_CLK__LCDIF_WR_RWN 0x79
MX6UL_PAD_LCD_ENABLE__LCDIF_RD_E 0x79
MX6UL_PAD_LCD_HSYNC__LCDIF_RS 0x79
MX6UL_PAD_LCD_RESET__LCDIF_CS 0x79
/* used for lcd reset */
MX6UL_PAD_LCD_DATA09__GPIO3_IO14 0x79
>;
};
pinctrl_keypad: keypadgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN__GPIO2_IO02 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA0__GPIO2_IO03 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA1__GPIO2_IO04 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_EN__GPIO2_IO05 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_CLK__GPIO2_IO06 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_RX_ER__GPIO2_IO07 0x70a0
MX6UL_PAD_CSI_DATA04__GPIO4_IO25 0x70a0
MX6UL_PAD_CSI_DATA05__GPIO4_IO26 0x70a0
>;
};
pinctrl_gpmi_nand_1: gpmi-nand-1 {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_NAND_CLE__RAWNAND_CLE 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_ALE__RAWNAND_ALE 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_WP_B__RAWNAND_WP_B 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_READY_B__RAWNAND_READY_B 0xb000
MX6UL_PAD_NAND_CE0_B__RAWNAND_CE0_B 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_CE1_B__RAWNAND_CE1_B 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_RE_B__RAWNAND_RE_B 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_WE_B__RAWNAND_WE_B 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA00__RAWNAND_DATA00 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA01__RAWNAND_DATA01 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA02__RAWNAND_DATA02 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA03__RAWNAND_DATA03 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA04__RAWNAND_DATA04 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA05__RAWNAND_DATA05 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA06__RAWNAND_DATA06 0xb0b1
MX6UL_PAD_NAND_DATA07__RAWNAND_DATA07 0xb0b1
>;
};
};
};
2.根據自己的開發(fā)需求配置dts文件，本文矩陣鍵盤驅動所使用到的GPIO管腳資源為：gpio2-2、gpio2-3、gpio2-4、gpio2-5、gpio2-6、gpio2-7、gpio4-25、gpio4-26。dts文件配置如下：
~/yangfile/imx6ul/linux-3.14.38-v2$ vim arch/arm/boot/dts/imx6ul-newland.dts
2.1 在dts文件中添加一個設備節(jié)點，比如我們是矩陣鍵盤驅動，那么就添加一個名為”keyboard“的設備節(jié)點；
2.2 compatible屬性用于of_find_node_compatible函數獲取設備節(jié)點用的，這個函數的通過”max-keypad“去遍歷device tree，查找匹配的設備節(jié)點；
2.3 pinctrl-0 = 主要用于說明設備硬件資源在哪里獲取，比如這里就是到iomuxc里面去獲取IO資源
2.4 iomuxc設備節(jié)點里面定義了CPU所有的IO資源，包括每個IO口的初始化狀態(tài)都定義好了，比如：MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN_GPIO2_IO02 ?0x70a0，這里的MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN_GPIO2_IO02宏表示的是GPIO2-2這個IO口的寄存器組(IO復用寄存器、IO方向控制寄存器、IO輸入輸出值設置寄存器)，0x70a0這個值根據自己的驅動開發(fā)需求，查閱CPU手冊定義，不唯一。
keyboard {
compatible = "max-keypad";
pinctrl-names = "default";//這個設置成默認default就可以了，沒什么特別要求
pinctrl-0 = ;//到iomuxc里面去獲取相應IO資源的初始化狀態(tài)
in-gpios = , //“in-gpios”字符串可以自己隨便定義，主要是為了獲取gpio資源的時候匹配用的
, //GPIO_ACTIVE_HIGH：邏輯高電平有效
; //key_in2
out-gpios = , //“out-gpios”字符串可以自己隨便定義，主要是為了獲取gpio資源的時候匹配用的
, //key_out1
, //key_out2
, //key_out3
; //key_out4
status = "okay";//使能要使用的gpio資源
};
};
&iomuxc {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = ;
。。。。。。。。
pinctrl_keypad: keypadgrp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_ENET1_RX_EN__GPIO2_IO02 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA0__GPIO2_IO03 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_DATA1__GPIO2_IO04 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_EN__GPIO2_IO05 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_TX_CLK__GPIO2_IO06 0x70a0
MX6UL_PAD_ENET1_RX_ER__GPIO2_IO07 0x70a0
MX6UL_PAD_CSI_DATA04__GPIO4_IO25 0x70a0
MX6UL_PAD_CSI_DATA05__GPIO4_IO26 0x70a0
>;
};
3.編譯dts文件，在內核下執(zhí)行以下命令：
~/yangfile/imx6ul/linux-3.14.38-v2$?make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gcc imx6ul-newland.dtb
(這里的arm-Linux-gcc只是個代表交叉的標識，具體的根據實際情況而定)
4.將配置、編譯后的dtb文件燒錄到設備flash(或者SD卡)的dtb分區(qū)中。
2 驅動代碼中如何注冊dts文件中的設備
接觸了device tree機制的驅動開發(fā)后，其實device tree機制就是Linux-2.6.x中的platform 總線機制的優(yōu)化版本。OK,我們來說說基于device tree機制的驅動開發(fā)中注冊設備的過程，這里以我寫的矩陣鍵盤驅動代碼的設備注冊過程為例：1.在probe函數中調用of_get_**或者of_find_**函數從dtb中獲取設備資源：
static int max_keypad_probe(struct platform_device *pdev)
{
int i,ret;
struct device *dev;
struct device_node *dev_node = NULL; //add by zengxiany
dev = &pdev->dev;
。。。。。。
//省略部分代碼
dev_node = of_find_compatible_node(NULL,NULL,"fsl,imx6ul-gpio");
if(!of_device_is_compatible(dev_node,"fsl,imx6ul-gpio"))
{
printk("get keypad device node error!\n");
return -EINVAL;
}
dev_node = of_find_compatible_node(dev_node,NULL,"max-keypad");
if(!of_device_is_compatible(dev_node,"max-keypad"))
{
printk("failure to find max-keypad device node!\n");
return -EINVAL;
}
for(i=0; i< KEYPAD_ROWS; i++)
{
gpio_map_rowkey[i] = of_get_named_gpio(dev_node,"in-gpios",i);
set_key_input(gpio_map_rowkey[i]);
}
for(i=0; i< KEYPAD_COLS; i++)
{
gpio_map_colkey0[i] = of_get_named_gpio(dev_node,"out-gpios",i);
set_key_input(gpio_map_colkey0[i]);
}
}
2.在init函數中注冊設備：
//add by zengxiany for platform device register
static struct of_device_id max_keypad_of_match[] = {
{ .compatible = "max-keypad", },
{ },
};
static struct platform_driver max_keypad_device_driver = {
.probe= max_keypad_probe,
.remove= max_keypad_remove,
.driver= {
.name= "max-keypad",
.owner= THIS_MODULE,
.of_match_table = of_match_ptr(max_keypad_of_match),
}
};
static int __init keypad_module_init(void)
{
int ret;
ret = platform_driver_register(&max_keypad_device_driver);//modify by zengxiany
if(ret < 0)
{
printk("max_keypad_device driver init error!\n");
return -ENODEV;
}
return 0;
}
static void __exit keypad_module_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&max_keypad_device_driver);
}
OK,這樣就完成了設備的注冊！
總結
以上是生活随笔為你收集整理的linux驱动开发音频设备驱动,linux驱动开发—基于Device tree机制的驱动编写的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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