學技術｜SemiDrive X9H GPIO 驅動學習篇

一、概述

SemiDrive X9H 擁有不同的 domain 域，例如 AP，Safety，Secure 等等。對于 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，但是當它作為 gpio 使用時，可以通過設置掛靠到對應域下的 gpio 控制器上來在對應 domain 下使用。具體 pin 的 gpio 控制器的設置是通過 PC 工具 SDConfigTool 來進行。

本文主要是講述將 pin 作為 GPIO 使用，之后編寫字符設備驅動，測試。

二、適用環(huán)境

硬件：SemiDrive SD003_X9H REF_A03 DEMO Board

軟件：X9 PTG3.9

三、設備樹匹配

1、復用管腳為 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 中添加管腳復用，主要是將 GPIO_C1 管腳復用成 GPIO。

pinctrl_gpio_learning: gpiogrp_learning {

kunlun,pins = <

X9_PINCTRL_GPIO_C1__GPIO_MUX2_IO1_1 0x00

>;

};

2、配置一個新節(jié)點

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 / 下新建一個節(jié)點，添加屬性，獲取 gpio 編號。

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、驅動編寫

1、模塊出/入口函數(shù)

其中 module_init 是驅動入口函數(shù)，主要進行 platform 平臺驅動注冊，module_exit 是驅動出口函數(shù)，主要是進行 platform 平臺驅動注銷；

其中 MODULE_LICENSE 主要是聲明模塊許可證，一般為 GPL。

/*設備入口函數(shù)*/

static int __init gpio_learning_init(void)

{

return platform_driver_register(&gpio_learning_driver);

}

/*設備出口函數(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 平臺驅動結構體

主要是通過 match 函數(shù)和對應的設備樹里面節(jié)點匹配，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 平臺驅動結構體

*/

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)

主要是注冊字符設備，通過獲取設備樹的節(jié)點，獲取 gpio 屬性，從而獲得 gpio編號，之后請求使用該 gpio，設置 gpio 模式。

/*

* platform 驅動的 probe 函數(shù)

* 驅動與設備匹配成功以后此函數(shù)就會執(zhí)行

*/

static int gpio_learning_probe(struct platform_device *dev)

{

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

/* 1、設置設備號 */

if (gpiodev.major) { //如果定義了主設備號

gpiodev.devid = MKDEV(gpiodev.major, 0);//次設備號號默認 0，構建設備號

register_chrdev_region(gpiodev.devid, GPIODEV_CNT,GPIODEV_NAME);//注冊設備號

} else {

alloc_chrdev_region(&gpiodev.devid, 0, GPIODEV_CNT,GPIODEV_NAME);//動態(tài)申請設備號

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

}

/* 2、注冊設備 */

cdev_init(&gpiodev.cdev,&gpio_learning_fops);

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

/* 3、創(chuàng)建類 */

gpiodev.class = class_create(THIS_MODULE, GPIODEV_NAME);

if (IS_ERR(gpiodev.class)) {

return PTR_ERR(gpiodev.class);

}

/* 4、創(chuàng)建設備 */

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 */

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); /*設置為輸出，默認高電平 */

if(ret == 0)

{

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

}

else

{

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

return -1;

}

return 0;

}

4、設備函數(shù)操作結構體

主要是一個 open 和 write 的函數(shù)。

/*

* 設備操作函數(shù)結構體

*/

static struct file_operations gpio_learning_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = gpio_learning_open,

.write = gpio_learning_write,

};

5、設備操作 open 和 write函數(shù)

主要 open 函數(shù)是將 private_data 指向設備結構體。

主要 write 函數(shù)是接受用戶層傳來的數(shù)據(jù)，之后根據(jù)數(shù)據(jù)設置 gpio 操作。

#define GPIODEV_CNT 1 /* 設備號長度 */

#define GPIODEV_NAME "gpio_learning" /* 設備名字 */

#define GPIOOFF 0

#define GPIOON 1

//設備結構體

struct gpiodev_dev{

dev_t devid; /* 設備號 */

struct cdev cdev; /* cdev */

struct class *class; /* 類 */

struct device *device; /* 設備 */

int major; /* 主設備號 */

struct device_node *node; /* 設備節(jié)點 */

int led0; /* LED 燈 GPIO 標號 */

};

struct gpiodev_dev gpiodev;

/*

* @description : LED 打開/關閉

* @param - sta : LEDON(0) 打開 LED，LEDOFF(1) 關閉 LED

* @return : 無

*/

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 : 打開設備

* @param – inode : 傳遞給驅動的 inode

* @param - filp : 設備文件，file 結構體有個叫做 private_data 的成員變量

* 一般在 open 的時候將 private_data 指向設備結構體。

* @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

在自己編寫文件的上一級目錄 Makefile 和 Kconfig 添加對應引用，并在對應 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 表示編譯進內(nèi)核。

CONFIG_GPIO_LEARNING=m

六、APP 測試

主要是傳入三個參數(shù)，一個是運行的 app，一個是對應的 /dev/xxx，一個是對 gpio 的操作（1/0），通過 /dev/xxx 打開對應驅動文件，通過 write 發(fā)送對應的操作。

#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){ //傳入三個參數(shù)：運行的app /dev/xxx 操作

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

return -1;

}

filename = argv[1];

/* 打開 /dev/xxx 驅動文件 */

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：打開或關閉 */

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

if(retvalue < 0){

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

close(fd);

return -1;

}

retvalue = close(fd); /* 關閉文件 */

if(retvalue < 0){

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

return -1;

}

return 0;

}

以上完成了 SemiDrive X9H GPIO 功能的實現(xiàn)。

接下來將會更新更多關于 SemiDrive X9H 的開發(fā)博文，如有相關技術問題，可在評論區(qū)留言。

七、參考文檔

《 SemiDrive_9_Series_GPIO使用手冊_Rev01.00.pdf 》

《 X9H處理器數(shù)據(jù)手冊_Rev04.00.pdf 》

《 SD003_X9H_REF_A03_SCH.pdf 》

《 X9_Processor_TRM_Rev00.07.pdf 》