ARM-Linux驱动开发1
今天终于上手板子了。用uboot 的tftp把dtb和zImage下载之后bootz发现因为vfs kernel panic了
问题是，uboot的bootargs里的root变量理论上是有载入的，理论上是root=/dev/mmcblk1p2，存放在emmc的
那uboot传参如果正确的话就不会启动vfs吧？
why?
Starting kernel ...
Booting Linux on physical CPU 0x0 Linux version 4.1.15 (pansy@ubuntu) (gcc version 7.5.0 (Linaro GCC 7.5-2019.12) ) #2 SMP PREEMPT Tue Sep 5 06:56:44 PDT 2023 CPU: ARMv7 Processor [410fc075] revision 5 (ARMv7), cr=10c5387d CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT aliasing instruction cache Machine model: Freescale i.MX6 ULL 14x14 EVK Board Reserved memory: created CMA memory pool at 0x8c000000, size 320 MiB Reserved memory: initialized node linux,cma, compatible id shared-dma-pool Memory policy: Data cache writealloc PERCPU: Embedded 12 pages/cpu @8bb32000 s16716 r8192 d24244 u49152 Built 1 zonelists in Zone order, mobility grouping on. Total pages: 130048 Kernel command line: noinitrd console=ttymxc0,115200 PID hash table entries: 2048 (order: 1, 8192 bytes) Dentry cache hash table entries: 65536 (order: 6, 262144 bytes) Inode-cache hash table entries: 32768 (order: 5, 131072 bytes) Memory: 180844K/524288K available (6856K kernel code, 322K rwdata, 2360K rodata, 428K init, 424K bss, 15764K reserved, 327680K cma-reserved, 0K highmem) Virtual kernel memory layout: vector : 0xffff0000 - 0xffff1000 ( 4 kB) fixmap : 0xffc00000 - 0xfff00000 (3072 kB) vmalloc : 0xa0800000 - 0xff000000 (1512 MB) lowmem : 0x80000000 - 0xa0000000 ( 512 MB) pkmap : 0x7fe00000 - 0x80000000 ( 2 MB) modules : 0x7f000000 - 0x7fe00000 ( 14 MB) .text : 0x80008000 - 0x80908510 (9218 kB) .init : 0x80909000 - 0x80974000 ( 428 kB) .data : 0x80974000 - 0x809c4800 ( 322 kB) .bss : 0x809c7000 - 0x80a31194 ( 425 kB) SLUB: HWalign=64, Order=0-3, MinObjects=0, CPUs=1, Nodes=1 Preemptible hierarchical RCU implementation. Additional per-CPU info printed with stalls. RCU restricting CPUs from NR_CPUS=4 to nr_cpu_ids=1. RCU: Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=16, nr_cpu_ids=1 NR_IRQS:16 nr_irqs:16 16 mxc_clocksource_init 3000000 Switching to timer-based delay loop, resolution 333ns sched_clock: 32 bits at 3000kHz, resolution 333ns, wraps every 715827882841ns clocksource mxc_timer1: mask: 0xffffffff max_cycles: 0xffffffff, max_idle_ns: 637086815595 ns Console: colour dummy device 80x30 Calibrating delay loop (skipped), value calculated using timer frequency.. 6.00 BogoMIPS (lpj=30000) pid_max: default: 32768 minimum: 301 Mount-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes) Mountpoint-cache hash table entries: 1024 (order: 0, 4096 bytes) CPU: Testing write buffer coherency: ok /cpus/cpu@0 missing clock-frequency property CPU0: thread -1, cpu 0, socket 0, mpidr 80000000 Setting up static identity map for 0x80008280 - 0x800082d8 Brought up 1 CPUs SMP: Total of 1 processors activated (6.00 BogoMIPS). CPU: All CPU(s) started in SVC mode. devtmpfs: initialized device-tree: Duplicate name in lcdif@021c8000, renamed to "display#1" VFP support v0.3: implementor 41 architecture 2 part 30 variant 7 rev 5 clocksource jiffies: mask: 0xffffffff max_cycles: 0xffffffff, max_idle_ns: 19112604462750000 ns pinctrl core: initialized pinctrl subsystem NET: Registered protocol family 16 DMA: preallocated 256 KiB pool for atomic coherent allocations cpuidle: using governor ladder cpuidle: using governor menu hw-breakpoint: found 5 (+1 reserved) breakpoint and 4 watchpoint registers. hw-breakpoint: maximum watchpoint size is 8 bytes. imx6ul-pinctrl 20e0000.iomuxc: initialized IMX pinctrl driver imx6ul-pinctrl 2290000.iomuxc-snvs: initialized IMX pinctrl driver mxs-dma 1804000.dma-apbh: initialized SCSI subsystem initialized usbcore: registered new interface driver usbfs usbcore: registered new interface driver hub usbcore: registered new device driver usb i2c i2c-0: IMX I2C adapter registered i2c i2c-0: can't use DMA i2c i2c-1: IMX I2C adapter registered i2c i2c-1: can't use DMA Linux video capture interface: v2.00 pps_core: LinuxPPS API ver. 1 registered pps_core: Software ver. 5.3.6 - Copyright 2005-2007 Rodolfo Giometti [email protected] PTP clock support registered Advanced Linux Sound Architecture Driver Initialized. Switched to clocksource mxc_timer1 NET: Registered protocol family 2 TCP established hash table entries: 4096 (order: 2, 16384 bytes) TCP bind hash table entries: 4096 (order: 3, 32768 bytes) TCP: Hash tables configured (established 4096 bind 4096) UDP hash table entries: 256 (order: 1, 8192 bytes) UDP-Lite hash table entries: 256 (order: 1, 8192 bytes) NET: Registered protocol family 1 RPC: Registered named UNIX socket transport module. RPC: Registered udp transport module. RPC: Registered tcp transport module. RPC: Registered tcp NFSv4.1 backchannel transport module. imx rpmsg driver is registered. Bus freq driver module loaded futex hash table entries: 256 (order: 2, 16384 bytes) VFS: Disk quotas dquot_6.6.0 VFS: Dquot-cache hash table entries: 1024 (order 0, 4096 bytes) NFS: Registering the id_resolver key type Key type id_resolver registered Key type id_legacy registered jffs2: version 2.2. (NAND) © 2001-2006 Red Hat, Inc. fuse init (API version 7.23) io scheduler noop registered io scheduler deadline registered io scheduler cfq registered (default) imx-weim 21b8000.weim: Driver registered. backlight supply power not found, using dummy regulator 21c8000.lcdif supply lcd not found, using dummy regulator mxsfb 21c8000.lcdif: failed to find mxc display driver Console: switching to colour frame buffer device 60x34 mxsfb 21c8000.lcdif: initialized imx-sdma 20ec000.sdma: no event needs to be remapped imx-sdma 20ec000.sdma: loaded firmware 3.3 imx-sdma 20ec000.sdma: initialized 2020000.serial: ttymxc0 at MMIO 0x2020000 (irq = 18, base_baud = 5000000) is a IMX console [ttymxc0] enabled 21e8000.serial: ttymxc1 at MMIO 0x21e8000 (irq = 235, base_baud = 5000000) is a IMX imx sema4 driver is registered. [drm] Initialized drm 1.1.0 20060810 [drm] Initialized vivante 1.0.0 20120216 on minor 0 brd: module loaded loop: module loaded fsl-quadspi 21e0000.qspi: unrecognized JEDEC id bytes: ff, ff, ff fsl-quadspi 21e0000.qspi: Freescale QuadSPI probe failed 20b4000.ethernet supply phy not found, using dummy regulator pps pps0: new PPS source ptp0 libphy: fec_enet_mii_bus: probed fec 20b4000.ethernet eth0: registered PHC device 0 2188000.ethernet supply phy not found, using dummy regulator pps pps1: new PPS source ptp1 fec 2188000.ethernet eth1: registered PHC device 1 ehci_hcd: USB 2.0 'Enhanced' Host Controller (EHCI) Driver ehci-mxc: Freescale On-Chip EHCI Host driver usbcore: registered new interface driver usb-storage 2184800.usbmisc supply vbus-wakeup not found, using dummy regulator 2184000.usb supply vbus not found, using dummy regulator 2184200.usb supply vbus not found, using dummy regulator ci_hdrc ci_hdrc.1: EHCI Host Controller ci_hdrc ci_hdrc.1: new USB bus registered, assigned bus number 1 ci_hdrc ci_hdrc.1: USB 2.0 started, EHCI 1.00 hub 1-0:1.0: USB hub found hub 1-0:1.0: 1 port detected Mass Storage Function, version: 2009/09/11 LUN: removable file: (no medium) no file given for LUN0 g_mass_storage ci_hdrc.0: failed to start g_mass_storage: -22 mousedev: PS/2 mouse device common for all mice input: 20cc000.snvs:snvs-powerkey as /devices/platform/soc/2000000.aips-bus/20cc000.snvs/20cc000.snvs:snvs-powerkey/input/input0 input: iMX6UL TouchScreen Controller as /devices/platform/soc/2000000.aips-bus/2040000.tsc/input/input1 snvs_rtc 20cc000.snvs:snvs-rtc-lp: rtc core: registered 20cc000.snvs:snvs-r as rtc0 i2c /dev entries driver IR NEC protocol handler initialized IR RC5(x/sz) protocol handler initialized IR RC6 protocol handler initialized IR JVC protocol handler initialized IR Sony protocol handler initialized IR SANYO protocol handler initialized IR Sharp protocol handler initialized IR MCE Keyboard/mouse protocol handler initialized IR XMP protocol handler initialized pxp-v4l2 pxp_v4l2: initialized imx2-wdt 20bc000.wdog: use WDOG_B to reboot. imx2-wdt 20bc000.wdog: timeout 60 sec (nowayout=0) sdhci: Secure Digital Host Controller Interface driver sdhci: Copyright(c) Pierre Ossman sdhci-pltfm: SDHCI platform and OF driver helper /soc/aips-bus@02100000/usdhc@02190000: voltage-ranges unspecified sdhci-esdhc-imx 2190000.usdhc: Got CD GPIO sdhci-esdhc-imx 2190000.usdhc: No vqmmc regulator found mmc0: SDHCI controller on 2190000.usdhc [2190000.usdhc] using ADMA /soc/aips-bus@02100000/usdhc@02194000: voltage-ranges unspecified sdhci-esdhc-imx 2194000.usdhc: No vmmc regulator found sdhci-esdhc-imx 2194000.usdhc: No vqmmc regulator found mmc1: SDHCI controller on 2194000.usdhc [2194000.usdhc] using ADMA usbcore: registered new interface driver usbhid usbhid: USB HID core driver usb 1-1: new high-speed USB device number 2 using ci_hdrc NET: Registered protocol family 10 sit: IPv6 over IPv4 tunneling driver NET: Registered protocol family 17 Key type dns_resolver registered mmc1: MAN_BKOPS_EN bit is not set Registering SWP/SWPB emulation handler snvs_rtc 20cc000.snvs:snvs-rtc-lp: setting system clock to 2021-07-21 09:13:32 UTC (1626858812) mmc1: new DDR MMC card at address 0001 mmcblk1: mmc1:0001 8GTF4R 7.28 GiB mmcblk1boot0: mmc1:0001 8GTF4R partition 1 4.00 MiB VSD_3V3: disabling can-3v3: disabling ALSA device list: No soundcards found. mmcblk1boot1: mmc1:0001 8GTF4R partition 2 4.00 MiB mmcblk1rpmb: mmc1:0001 8GTF4R partition 3 512 KiB mmcblk1: p1 p2 VFS: Cannot open root device "(null)" or unknown-block(0,0): error -6 Please append a correct "root=" boot option; here are the available partitions: 0100 65536 ram0 (driver?) 0101 65536 ram1 (driver?) 0102 65536 ram2 (driver?) 0103 65536 ram3 hub 1-1:1.0: USB hub found (driver?) hub 1-1:1.0: 4 ports detected 0104 65536 ram4 (driver?) 0105 65536 ram5 (driver?) 0106 65536 ram6 (driver?) 0107 65536 ram7 (driver?) 0108 65536 ram8 (driver?) 0109 65536 ram9 (driver?) 010a 65536 ram10 (driver?) 010b 65536 ram11 (driver?) 010c 65536 ram12 (driver?) 010d 65536 ram13 (driver?) 010e 65536 ram14 (driver?) 010f 65536 ram15 (driver?) b300 7634944 mmcblk1 driver: mmcblk b301 131072 mmcblk1p1 685721ca-01 b302 7493632 mmcblk1p2 685721ca-02 b330 512 mmcblk1rpmb (driver?) b320 4096 mmcblk1boot1 (driver?) b310 4096 mmcblk1boot0 (driver?) Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0) ---[ end Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(0,0) random: nonblocking pool is initialized
没查出问题，可能先从移植uboot入手
烧写
chmod 777 imxdownload
./imxdownload uboot.bin /dev/sddSD 卡和 EMMC 驱动检查
mmc list列出mmc设备 mmc dev 0，mmc info
字符设备驱动开发
通过实现open、read、write等等的函数，完成include/linux/fs.h 中 file_operations 的结构体( 内小核驱动操作函数集合)、驱动模块加载
字符设备驱动模板
/* 驱动入口函数 */
static int __init xxx_init(void)
{
/* 入口函数具体内容 */
return 0;
}
/* 驱动出口函数 */
static void __exit xxx_exit(void)
{
/* 出口函数具体内容 */
}
/* 将上面两个函数指定为驱动的入口和出口函数 */
module_init(xxx_init);
module_exit(xxx_exit);
//添加license
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
驱动编译完成后拓展名为.ko，需要用insmod 和modprobe加载
建议用modprobe，能够智能分析模块的依赖关系载入到内核
默认去/lib/modules/kernel-version(比如4.2.1)寻找模块
驱动卸载用rmmod 或者modprobe -r
modprobe可能会卸载依赖关系的模块，推荐rmmod
字符设备注册
函数原型：
static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,const struct file_operations *fops)
static inline void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name)
fops就是设备的操作函数集合，比如open、release
Linux设备号
分为主次设备号，dev_t前12位为主设备号（0-4095）后20位为次设备号
dev_t 定义在文件 include/linux/types.h
动态分配设备号
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)
dev保存申请的设备号baseminor次设备号起始地址，- alloc_chrdev_region 可以申请一段连续的多个设备号，这些设备号的主设备号一样，但是次设备号不同，次设备号以 baseminor 为起始地址地址开始递增。一般 baseminor 为 0，也就是说次设备号从 0 开始。
- 数量
- 设备名
不知道为什么，内核不能访问用户空间，可能是虚拟内存的问题
要采用copy_to_user 函数来完成内核空间的数据到用户空间的复制
还有个是copy_from_user
static inline long copy_to_user(void __user *to, const void *from, unsigned long n)
LED驱动
ioremap宏
获取物理地址的虚拟地址，定义在arch/arm/include/asm/io.h 文件中
#define ioremap(cookie,size) __arm_ioremap((cookie), (size),
MT_DEVICE)
具体细节就不想关了， 只需要知道cookie->物理addr，size是寄存器的位数，以字节为单位
SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE, 4);
iounmap 宏
用于释放ioremap所做的映射
IO内存访问函数
这里的IO不是GPIO，是输入输出的那个。
I/O有两个概念：IO端口和IO内存
IO内存：IO内存又称为Memory-Mapped I/O(MMIO)，该IO空间处在CPU空间范围内，IO内存和普通的内存没什么区别，两者都是通过CPU的地址总线和控制总线发送电平信号进行访问，再通过数据总线读写数据。要想操纵该IO就得首先将该IO映射到CPU的地址中，然后就可以访问该IO，如同访问内存。大多数嵌入式设备都属于此。
IO端口：又称为Port(PIO),该IO的空间与CPU空间相互独立，两者互相独立，相互不干扰，这种类型IO在X86中比较常见，该IO端口有独立的空间，所以CPU要想访问该端口就得通过一些专有函数或者指令。
IO 端口和IO 内存（原理篇） - 知乎 (zhihu.com)
IO 端口和IO 内存（原理篇）_io内存和io端口的区别_Huo的藏经阁的博客-CSDN博客
很明显我没看懂，但是估计是一系列很难搞掂的东西
但是没关系，ARM只有IO内存这一说
虽说IO内存只要映射之后就操作内存直接用指针访问这些地址，但Linux内核不推荐这么做（idk啊
推荐使用一组操作对映射后的内存访问
读操作
u8 readb(const volatile void __iomem *addr)
u16 readw(const volatile void __iomem *addr)
u32 readl(const volatile void __iomem *addr)写
void writeb(u8 value, volatile void __iomem *addr)
void writew(u16 value, volatile void __iomem *addr)
void writel(u32 value, volatile void __iomem *addr)
分配和释放设备号
下列dev都是设备号
如果没有指定设备号：
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)如果指定主次设备号
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)
注销设备号
void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)
示例如下：
int major;//主设备号
int minor;//次设备号
dev_t devid;//设备号
if(major){ //如果定义了设备号
devid=MKDEV(major,0);//大部分驱动次设备号都选择 0
register_chrdev_region(devid,1,"设备名");
}else{
alloc_chrdev_region(&devid, 0, 1, "test"); /* 申请设备号 */
major = MAJOR(devid); //获取分配号的主设备号
minor = MINOR(devid); //获取分配号的次设备号
}
//注销设备号
unregister_chrdev_region(devid,1);
新字符设备注册方法
字符设备结构
Linux用一个结构
cdev来表示一个字符设备struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner;
const struct file_operations *ops;
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int count;
};有比较熟悉的是ops和owner了
cdv_init函数void cdev_init(struct cdev *, const struct file_operations *);在用这个之前需要新建一个fop和cdev结构体 两个的owner都用THIS_MODULE，原因在这里
cdev_add函数int cdev_add(struct cdev *, dev_t, unsigned);将初始化好的cdev，向系统添加字符设备
cdev_del函数void cdev_del(struct cdev *);
创建设备节点
相对于前面的需要自己手动mknod创建设备节点，我们可以自动创建
利用busybox的mdev，是udev的简化版本，linux下通过udv来实现设备文件的创建和删除，检测系统中硬件设备状态，以此来创建或者删除设备文件.
Linux 系统中的热插拔事件也由 mdev 管理，在/etc/init.d/rcS 文件中如下语句：
echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
创建和删除类：
自动创建设备节点的工作是在驱动程序的入口函数中完成的，一般在 cdev_add 函数后面添加自动创建设备节点相关代码。
首先要创建一个 class 类，class是个结构体，定义在文件include/linux/device.h 里面。class_create 是类创建函数，class_create 是个宏定义，内容如下：
#define class_create(owner, name) \
({ \
static struct lock_class_key __key; \
__class_create(owner, name, &__key); \
})
struct class *__class_create(struct module *owner, const char *name,
struct lock_class_key *key);用一个class指针接收，扔进去owner和类名
需要卸载驱动的时候就删除类就好
void class_destroy(struct class *cls);创建设备:
struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)参数：
- 类
- parent父设备：一般为NULL
- devt是设备号
- drvdata一般也为NULL
- fmt是设备名
卸载驱动就删除设备
void device_destroy(struct class *class, dev_t devt)
示例：
struct class *class; /* 类*/
struct device *device; /* 设备 */
dev_t devid; // 设备号
/* 驱动入口函数 */
static int __init led_init(void)
{
/* 创建类 */
class = class_create(THIS_MODULE, "xxx");
/* 创建设备 */
device = device_create(class, NULL, devid, NULL, "xxx");
return 0;
}
/* 驱动出口函数 */
static void __exit led_exit(void)
{
/* 删除设备 */
device_destroy(newchrled.class, newchrled.devid);
/* 删除类 */
class_destroy(newchrled.class);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
之后设置私有数据
/* 设备结构体 */
struct test_dev
{
dev_t devid; /* 设备号*/
struct cdev cdev; /* cdev*/
struct class *class; /* 类 */
struct device *device; /* 设备*/
int major; /* 主设备号 */
int minor; /* 次设备号 */
};
struct test_dev testdev;
/* open 函数 */
static int test_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &testdev; /* 设置私有数据 */
return 0;
}
在 open 函数里面设置好私有数据以后，在 write、read、close 等函数中直接读取 private_data 即可得到设备结构体。
示例：
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define NEWCHRLED_CNT 1 // 设备个数
#define NEWCHRLED_NAME "newcharled" // 设备名
#define LEDOFF 0
#define LEDON 1
// 寄存器物理地址
#define CCM_CCGR1_BASE (0X020C406C)
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE (0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE (0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE (0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE (0X0209C004)
// 映射后的寄存器虚拟地址指针
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;
/* newchrled 设备结构体 */
struct newchrled_dev
{
dev_t devid; // 设备号
struct cdev cdev;
struct class *class; // 类
struct device *device; // 设备
int major; // 主设备号
int minor; // 次设备号
} newchrled; // 新建led设备
void led_switch(u8 sta)
{
u32 val = 0;
if (sta == LEDON)
{
val = readl(GPIO1_DR);
val &= ~(1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}
else if (sta == LEDOFF)
{
val = readl(GPIO1_DR);
val |= (1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}
}
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &newchrled;
return 0;
}
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
return 0;
}
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
int retvalue;
unsigned char databuf[1];
unsigned char ledstat;
retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
if (retvalue < 0)
{
printk("kernel write failed!\r\n");
return -EFAULT;
}
ledstat = databuf[0]; // 获取状态值
if (ledstat == LEDON)
{
led_switch(LEDON); /* 打开 LED 灯 */
}
else if (ledstat == LEDOFF)
{
led_switch(LEDOFF); /* 关闭 LED 灯 */
}
return 0;
}
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
// 设备操作函数
static struct file_operations newchrled_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.read = led_read,
.write = led_write,
.release = led_release,
};
static int __init led_init(void)
{
u32 val = 0;
/* 初始化 LED */
/* 1、寄存器地址映射 */
IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(CCM_CCGR1_BASE, 4);
SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE, 4);
SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE, 4);
GPIO1_DR = ioremap(GPIO1_DR_BASE, 4);
GPIO1_GDIR = ioremap(GPIO1_GDIR_BASE, 4);
/* 2、使能 GPIO1 时钟 */
val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
val &= ~(3 << 26); /* 清楚以前的设置 */
val |= (3 << 26); /* 设置新值 */
writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);
/* 3、设置 GPIO1_IO03 的复用功能，将其复用为
* GPIO1_IO03，最后设置 IO 属性。
*/
writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);
/* 寄存器 SW_PAD_GPIO1_IO03 设置 IO 属性 */
writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);
/* 4、设置 GPIO1_IO03 为输出功能 */
val = readl(GPIO1_GDIR);
val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的设置 */
val |= (1 << 3); /* 设置为输出 */
writel(val, GPIO1_GDIR);
/* 5、默认关闭 LED */
val = readl(GPIO1_DR);
val |= (1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
/* 注册字符设备驱动 */
/* 1、创建设备号 */
if (newchrled.major)
{ /* 定义了设备号 */
newchrled.devid = MKDEV(newchrled.major, 0);
register_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_CNT, NEWCHRLED_NAME);
}
else
{
/* 没有定义设备号 */
alloc_chrdev_region(&newchrled.devid, 0, NEWCHRLED_CNT,
NEWCHRLED_NAME); /* 申请设备号 */
newchrled.major = MAJOR(newchrled.devid); /* 获取主设备号 */
newchrled.minor = MINOR(newchrled.devid); /* 获取次设备号 */
}
printk("newchrled major=%d,minor=%d\r\n", newchrled.major, newchrled.minor);
/* 2、初始化 cdev */
newchrled.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&newchrled.cdev, &newchrled_fops);
/* 3、添加一个 cdev */
cdev_add(&newchrled.cdev, newchrled.devid, NEWCHRLED_CNT);
/* 4、创建类 */
newchrled.class = class_create(THIS_MODULE, NEWCHRLED_NAME);
if (IS_ERR(newchrled.class))
{
return PTR_ERR(newchrled.class);
}
/* 5、创建设备 */
newchrled.device = device_create(newchrled.class, NULL, newchrled.devid, NULL, NEWCHRLED_NAME);
if (IS_ERR(newchrled.device))
{
return PTR_ERR(newchrled.device);
}
return 0;
}
static void __exit led_exit(void)
{
/* 取消映射 */
iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
iounmap(GPIO1_DR);
iounmap(GPIO1_GDIR);
/* 注销字符设备 */
cdev_del(&newchrled.cdev); /* 删除 cdev */
unregister_chrdev_region(newchrled.devid, NEWCHRLED_CNT);
device_destroy(newchrled.class, newchrled.devid);
class_destroy(newchrled.class);
}
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
设备树
Basic concept
DTS、DTB、DTC
DTS：设备树源码文件DTB：设备树编译后二进制文件DTC：编译工具，在scripts/dtc下
make dtbs编译dts文件要想编译出dtb，需要在
arch/arm/boot/dts/Makefile的dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL) += \加入自己的dtb设备树头文件
.dtsi#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"可以引用.h和.dtsi文件，也可以引用.dts
一般.dtsi 文件用于描述 SOC 的内部外设信息，比如 CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围，比如 UART、IIC 等等。 比如 imx6ull.dtsi 就是描述 I.MX6ULL 这颗 SOC 内部外设情况信息
设备节点
/根节点，如果imx6ull.dtsi和imx6ull-alientek-emmc.dts 这两个文件都有一个“/”根节点，两个根节点会合并成为一个根节点子节点命名方式
node-name@unit-address比如interrupt-controller@00a01000label标签命名方式：
label: node-name@unit-address比如cpu0:cpu@0可以通过&cpu0访问该节点设备树几种数据形式：
字符串：compatible = "arm,cortex-a7";也可以成为字符串列表，用逗号隔开
32 位无符号整数：reg=<0>;
reg也可以设置为一组值，比如：reg = <0 0x123456 100>;
标准属性：
compatible：兼容性属性，为一个字符串列表，用于将设备和驱动绑定起来 格式如下：
"manufacturer,model"manufacturer是厂商，model一般是模块对应的驱动名，比如 compatible = "fsl,imx6ul-evk-wm8960","fsl,imx-audio-wm8960"; fsl是飞思卡尔，右边表示驱动模块这个设备首先使用第一个兼容值在 Linux 内核里面查找，看看能不能找到与之匹配的驱动文件，如果没有找到的话就使用第二个兼容值查。
一般驱动程序文件都会有一个 OF 匹配表，此 OF 匹配表保存着一些 compatible 值，如果设备节点的 compatible 属性值和 OF 匹配表中的任何一个值相等，那么就表示设备可以使用这个驱动。比如在文件 imx-wm8960.c 中有如下内容：
前面三行就是匹配表，下面的结构体为platform_driver的驱动模式
model：也是一个字符串，一般 model 属性描述设备模块信息，比如名字什么的
比如：model = "wm8960-audio";
status：设备状态有关，字符串
#address-cells 和#size-cells： u32整形。 用在用于子节点的设备中，描述子节点的地址 address-cells决定子节点reg地址的字长，size-cells决定子节点reg属性中长度信息所占的字长
一般 reg 属性都是和地址有关的内容，和地址相关的信息有两种：起始地址和地址长度，reg 属性的格式一为：
reg = <address1 length1 address2 length2 address3 length3……>每个“address length”组合表示一个地址范围，其中 address 是起始地址，length 是地址长度，#address-cells 表明 address 这个数据所占用的字长，#size-cells 表明 length 这个数据所占用的字长，比如
spi4 {
compatible = "spi-gpio";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
gpio_spi: gpio_spi@0 {
compatible = "fairchild,74hc595";
reg = <0>;
};
};
aips3: aips-bus@02200000 {
compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
dcp: dcp@02280000 {
compatible = "fsl,imx6sl-dcp";
reg = <0x02280000 0x4000>;
};
};第一个spi4的，说明她子节点reg起始地址字长1，占用0
reg属性
ranges：
可以为空或者按照(child-bus-address,parent-bus-address,length)格式编写的数字矩阵，ranges 是一个地址映射/转换表，ranges 属性每个项目由子地址、父地址和地址空间长度这三部分组成：
- child-bus-address：子总线地址空间的物理地址，由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。
- parent-bus-address：父总线地址空间的物理地址，同样由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。
- length：子地址空间的长度，由父节点的#size-cells 确定此地址长度所占用的字长。
如果 ranges 属性值为空值，说明子地址空间和父地址空间完全相同，不需要进行地址转换，对于我们所使用的 I.MX6ULL 来说，子地址空间和父地址空间完全相同，因此会在 imx6ull.dtsi中找到大量的值为空的 ranges 属性
不为空：ranges = <0x0 0xe0000000 0x00100000>;
1024KB(0x00100000)的地址范围，子地址空间的物理起始地址为 0x0，父地址空间的物理起始地址为 0xe0000000。
reg = <0x4600 0x100>;
reg 属性定义了 serial 设备寄存器的起始地址为 0x4600，寄存器长度为 0x100。 经 过 地 址 转 换， serial 设 备可 以 从 0xe0004600 开始进行读写操作，0xe0004600=0x4600+0xe0000000。
name：老登才会用来记录节点名字
device_type ：字符串，
用于描述设备的 FCode，但是设备树没有FCode，所以此属性也被抛弃 了。此属性只能用于 cpu节点或者memory节点 。
cpu0: cpu@0 { compatible = "arm,cortex-a7"; device_type = "cpu"; reg = <0>;
根节点compatible 属性
/ {
model = "Freescale i.MX6 ULL 14x14 EVK Board";
compatible = "fsl,imx6ull-14x14-evk", "fsl,imx6ull";
...
}compatibles属性 第一个值表示所使用的硬件设备名字，第二个表示SOC 如何知道Linux内核支不支持这个设备
使用设备树之前的设备匹配方法：
uboot 会向 Linux 内核传递一个叫做 machine id 。告诉 Linux 内核自己是个什么设备，看看 Linux 内核是否支持
针对每一个设备(板子)，Linux 内核都用 MACHINE_START 和 MACHINE_END
来定义一个 machine_desc 结构体来描述这个设备，比如在文件 arch/arm/mach-imx/mach- mx35_3ds.c
具体跳转到正点的1123页看吧
machine id在 mach-types.h 文件中
使用设备树设备匹配方法：
换为了
DT_MACHINE_START。DT_MACHINE_START也定义在文件 arch/arm/include/asm/mach/arch.h 里面这哥们的宏定义上和MACHINE_START基本相同，只是.nr的设置不同，直接为~0了
static const char *imx6ul_dt_compat[] __initconst = {
"fsl,imx6ul",
"fsl,imx6ull",
NULL,
};
DT_MACHINE_START(IMX6UL, "Freescale i.MX6 Ultralite (Device Tree)")
.map_io = imx6ul_map_io,
.init_irq = imx6ul_init_irq,
.init_machine = imx6ul_init_machine,
.init_late = imx6ul_init_late,
.dt_compat = imx6ul_dt_compat,
MACHINE_END重点在.dt_compat，里面的兼容值和设备树compatible里的属性相等就能正常启动。"fsl,imx6ull",
Linux 内核调用
start_kernel函数来启动内核，start_kernel 函数会调用setup_arch函数来匹配machine_desc，setup_arch函数定义在文件 arch/arm/kernel/setup.c 中void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
const struct machine_desc *mdesc;
setup_processor();
mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);
if (!mdesc)
mdesc = setup_machine_tags(__atags_pointer,__machine_arch_type);
machine_desc = mdesc;
machine_name = mdesc->name;
......
}用setup_machine_fdt获取匹配的machine_desc，atags就是atags的首地址
函数
setup_machine_fdt在arch/arm/kernel/devtree.c 中 （这哥们入参__atags_pointer看上去不是要pointer吗？？？，怎么是uint？const struct machine_desc * __init setup_machine_fdt(unsigned int dt_phys)
{
const struct machine_desc *mdesc, *mdesc_best = NULL;
......
if (!dt_phys || !early_init_dt_verify(phys_to_virt(dt_phys)))
return NULL;
mdesc = of_flat_dt_match_machine(mdesc_best,arch_get_next_mach);
......
__machine_arch_type = mdesc->nr;
return mdesc;
}of_flat_dt_match_machine来获取匹配的machine_desc，参数mdesc_best是默认的machine_desc（默认就是NULL是吧，可能在上面初始化了参数
arch_get_next_mach，这老登是个函数匹配的过程就是将根节点的compatible和内核machine_desc的.dt_compat比较，而这个函数就是获取内核的machine_desc结构体
const void * __init of_flat_dt_match_machine(const void *default_match,
const void * (*get_next_compat)(const char * const**))
{
const void *data = NULL;
const void *best_data = default_match;
const char *const *compat;
unsigned long dt_root;
unsigned int best_score = ~1, score = 0;
dt_root = of_get_flat_dt_root();
while ((data = get_next_compat(&compat))) {
score = of_flat_dt_match(dt_root, compat);
if (score > 0 && score < best_score) {
best_data = data;
best_score = score;
}
}
......
pr_info("Machine model: %s\n", of_flat_dt_get_machine_name());
return best_data;
}先是获取根节点后循环匹配machine_desc，of_flat_dt_match 函数会将根节点 compatible 属性的值和每个 machine_desc 结构体中. dt_compat 的值进行比较
向节点追加或者修改内容
imx6ull.dtsi 有原始内容，一般来说如果要对6ull所有板都加内容才要在这个头文件里加入。
如果要追加，建议在自己的dts中加入，比如imx6ull-alientek-emmc.dts
如果要修改i2c，加入节点，可以这样
&i2c1{
追加的内容
}具体的：
&i2c1
{
clock - frequency = <100000>;
pinctrl - names = "default";
pinctrl - 0 = <&pinctrl_i2c1>;
status = "okay";
mag3110@0e
{
compatible = "fsl,mag3110";
reg = <0x0e>;
position = <2>;
};
fxls8471@1e
{
compatible = "fsl,fxls8471";
reg = <0x1e>;
position = <0>;
interrupt - parent = <&gpio5>;
interrupts = <0 8>;
};
}构建小型设备树
- /根节点
- 板子compatible属性
- CPU
- SOC
- OCRAM
- 3个AIPS外设控制器节点
- 各类外设子节点
进入/sys/firmware/devicetree看设备树信息
特殊节点：
aliases：
/ {
aliases {
can0 = &flexcan1;
can1 = &flexcan2;
ethernet0 = &fec1;
ethernet1 = &fec2;
gpio0 = &gpio1;
gpio1 = &gpio2;
gpio2 = &gpio3;
gpio3 = &gpio4;
gpio4 = &gpio5;
i2c0 = &i2c1;
i2c1 = &i2c2;
i2c2 = &i2c3;
i2c3 = &i2c4;
mmc0 = &usdhc1;
mmc1 = &usdhc2;
serial0 = &uart1;
serial1 = &uart2;
serial2 = &uart3;
serial3 = &uart4;
serial4 = &uart5;
serial5 = &uart6;
serial6 = &uart7;
serial7 = &uart8;
spi0 = &ecspi1;
spi1 = &ecspi2;
spi2 = &ecspi3;
spi3 = &ecspi4;
usbphy0 = &usbphy1;
usbphy1 = &usbphy2;
};定义别名，通过label效果也差不多
chosen：为了 uboot 向 Linux 内核传递数据，重点在bootargs参数
chosen {
stdout-path = &uart1;
};看到没，多了bootargs
在uboot源码中找到了关于这个bootargs的加载
int fdt_chosen(void *fdt)
{
int nodeoffset;
int err;
char *str; /* used to set string properties */
err = fdt_check_header(fdt);
if (err < 0) {
printf("fdt_chosen: %s\n", fdt_strerror(err));
return err;
}
/* find or create "/chosen" node. */
nodeoffset = fdt_find_or_add_subnode(fdt, 0, "chosen");
if (nodeoffset < 0)
return nodeoffset;
str = getenv("bootargs");
if (str) {
err = fdt_setprop(fdt, nodeoffset, "bootargs", str,
strlen(str) + 1);
if (err < 0) {
printf("WARNING: could not set bootargs %s.\n",
fdt_strerror(err));
return err;
}
}
return fdt_fixup_stdout(fdt, nodeoffset);
}先检查fdt头，然后找到chosen节点，将bootargs的环境变量加到fdt里
Linux内核解析DTB文件
绑定信息文档
在Documentation/devicetree/bindings，有很多txt用来说明节点的信息
设备树常用 OF 操作函数
Linux提供一系列of_前缀的函数用于获取设备树节点/属性信息
用device_node结构体描述节点信息
of_find_node_by_name函数
struct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from,const char *name)of_find_compatible_node函数
根据device_type和compatible，from为开始查找的节点，如果NULL就找整个设备树
struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from,
const char *type,
const char *compatible)of_find_node_by_type 函数
根据device_type 属性查找指定的节点
struct device_node *of_find_node_by_type(struct device_node *from, const char *type)of_find_matching_node_and_match 函数
struct device_node *of_find_matching_node_and_match(struct device_node *from,
const struct of_device_id *matches,
const struct of_device_id **match)根据of_device_id匹配表查找指定节点（matches
of_find_node_by_path 函数
根据path来找（such as /backlight
查找父/子节点的OF函数
- of_get_parent(device_node *node)
- of_get_next_child(device_node node , device_node prev)（父节点，前一个子节点，也就是从哪一个子节点开始迭代的查找下一个子节点）
提取属性值的OF函数、定义在文件 include/linux/of.h 中
struct property {
char *name;
int length;
void *value;
struct property *next;
unsigned long _flags;
unsigned int unique_id;
struct bin_attribute attr;
};
of_find_property 函数，查找特定的属性
struct property *of_find_property(const struct device_node *np,
const char *name,
int *lenp);np：设备节点，name：属性名字，lenp：属性的字节数
of_property_count_elems_of_size 函数，获取属性中元素的数量
（设备节点node，属性名，元素长度（这个居然不是指针？？？）
还有好多建议自己查
of_address_to_resource 函数
内核使用 resource 结构体来描述一段内存空间
struct resource {
resource_size_t start;
resource_size_t end;
const char *name;
unsigned long flags;//资源标志位，具体宏定义也在include/linux/ioport.h
struct resource *parent, *sibling, *child;
};of_iomap
结束力
这些函数都是要被驱动文件所用的，要读取设备树中的属性信息，比如内存信息、GPIO 信息、中断信息等等