嵌入式Linux之使用設備樹驅動GPIO的實現方式

更新時間：2025年05月06日 14:50:00 作者：憂慮的烏龜蛋

這篇文章主要介紹了嵌入式Linux之使用設備樹驅動GPIO的實現方式,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

一、設備樹配置

1.1 添加 pinctrl 節(jié)點

pinctrl 節(jié)點用于配置 GPIO 引腳的功能和電氣屬性。

在實際開發(fā)中，通常在設備樹文件中，即dts文件中添加對應的pinctrl節(jié)點來對對應GPIO引腳的屬性進行定義。

如下即為對GPIO1_03引腳配置為GPIO模式等。

1.2 添加 LED 設備節(jié)點

在設備樹中添加 LED 設備節(jié)點，以描述 LED 的 GPIO 引腳和屬性，如下即為在設備樹根節(jié)點下添加一個gpioled設備節(jié)點，其中引用了定義的pinctrl節(jié)點中定義的屬性。

二、編寫驅動程序

2.1 驅動程序框架

在驅動文件中，主要完成對gpioled_dev結構體的定義，四大文件操作函數的定義，初始化函數和退出函數的定義，起終點在于初始化函數的定義，如下幾位初始化函數的定義：

static int __init led_init(void)
{
	int ret = 0;

	/* 設置LED所使用的GPIO */
	/* 1、獲取設備節(jié)點：gpioled */
	gpioled.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");//在設備樹中查找gpioled節(jié)點
	if(gpioled.nd == NULL) {
		printk("gpioled node not find!\r\n");
		return -EINVAL;
	} else {
		printk("gpioled node find!\r\n");
	}

	/* 2、 獲取設備樹中的gpio屬性，得到LED所使用的LED編號 */
	gpioled.led_gpio = of_get_named_gpio(gpioled.nd, "led-gpio", 0);
	if(gpioled.led_gpio < 0) {
		printk("can't get led-gpio");
		return -EINVAL;
	}
	printk("led-gpio num = %d\r\n", gpioled.led_gpio);

	/* 3、設置GPIO1_IO03為輸出，并且輸出高電平，默認關閉LED燈 */
	ret = gpio_direction_output(gpioled.led_gpio, 1);
	if(ret < 0) {
		printk("can't set gpio!\r\n");
	}

	/* 注冊字符設備驅動 */
	/* 1、創(chuàng)建設備號 */
	if (gpioled.major) {		/*  定義了設備號 */
		gpioled.devid = MKDEV(gpioled.major, 0);
		register_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);
	} else {						/* 沒有定義設備號 */
		alloc_chrdev_region(&gpioled.devid, 0, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);	/* 申請設備號 */
		gpioled.major = MAJOR(gpioled.devid);	/* 獲取分配號的主設備號 */
		gpioled.minor = MINOR(gpioled.devid);	/* 獲取分配號的次設備號 */
	}
	printk("gpioled major=%d,minor=%d\r\n",gpioled.major, gpioled.minor);	
	
	/* 2、初始化cdev */
	gpioled.cdev.owner = THIS_MODULE;//與定義的gpioled_fops關聯(lián)在一起
	cdev_init(&gpioled.cdev, &gpioled_fops);
	
	/* 3、添加一個cdev */
	cdev_add(&gpioled.cdev, gpioled.devid, GPIOLED_CNT);//添加到內核

	/* 4、創(chuàng)建類 */
	gpioled.class = class_create(THIS_MODULE, GPIOLED_NAME);
	if (IS_ERR(gpioled.class)) {
		return PTR_ERR(gpioled.class);
	}//創(chuàng)建類和設備節(jié)點，使用戶得以和內核交互

	/* 5、創(chuàng)建設備 */
	gpioled.device = device_create(gpioled.class, NULL, gpioled.devid, NULL, GPIOLED_NAME);
	if (IS_ERR(gpioled.device)) {
		return PTR_ERR(gpioled.device);
	}
	return 0;
}

即設置并注冊一個控制LED的字符設備驅動初始化函數，首先查找設備樹節(jié)點，隨后在設備樹節(jié)點中獲取LED的GPIO編號，配置對應的GPIO。以及注冊字符設備驅動，創(chuàng)建類和設備節(jié)點。

總體來說，即實現了從解析設備樹、配置GPIO、注冊字符設備驅動，到最后創(chuàng)建可被用戶空間程序訪問的設備節(jié)點。

這些步驟確保了驅動程序能夠正確地初始化硬件，并提供了一個與之交互的接口，讓用戶空間的應用程序可以控制LED的狀態(tài)。