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通过设备树配置一个节点下两个子节点控制两个IO口，一个板载LED，一个外接LED。
一、介绍
通过学习设备树控制GPIO，发现有多种方式
一、直接通过寄存器控制
二、通过设备树，但不通过pinctrl子系统
三、通pinctrl的GPIO子系统。
正点原子三个方法都有测试代码，自行测试。
学习控制多个LED主要是想模拟I2C或SPI，不使用硬件方式处理。
但很多手册，只给了单个GPIO的设备树配置方式。
此篇记录，方便后面I2C或SPI模拟测试使用。
测试使用的是正点原子的ATK-DLRK3568板子，根据操作可以测试成功，环境需要自行搭建。
二、原理图
两个LED，一个板载LED，一个
LED1: GPIO0_C0 高电平亮，低电平灭
LED2: GPIO3_C4 高电平灭，低电平亮（没有硬件，简易搭建）
三、创建节点
1、在设备树中创建设备节点
修改/home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/目录下的rk3568-atk-evb1-ddr4-v10.dtsi文件，添加gpios节点
gpios {compatible = "gpio-led-test";pinctrl-names = "default";status = "okay";led1 {compatible = "led1-test";pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;gpios-led = <&gpio0 RK_PC0 GPIO_ACTIVE_LOW>;status = "okay";};beep {compatible = "beep-test";pinctrl-0 = <&pinctrl_beep>;gpios-beep = <&gpio3 RK_PC4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;status = "okay";};};
意思是在设备树下创建节点gpios，gpios节点下又生成两个子节点led1,和beep
2、创建设备的 pinctrl 节点
修改/home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/目录下的rk3568-pinctrl.dtsi文件，在最后面增加节点
led-gpio {pinctrl_led: led-gpio-ctrl {rockchip,pins = <0 RK_PC0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;};};beep-gpio {pinctrl_beep: beep-gpio-ctrl {rockchip,pins = <3 RK_PC4 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;};};
修改后，重新编译内核，生成boot.img文件，重新烧写即可。
重启后会在/proc/device-tree下找到gpios节点，gpios下又有beep和led1节点
四、驱动编写
1、led_gpios.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/uaccess.h>#define GPIOLED_CNT 2 /* 设备号个数 */
#define GPIOLED_NAME "ledtest" /* 名字 */#define LEDOFF 0 /* 关灯 */
#define LEDON 1 /* 开灯 *//* gpioled 设备结构体 */
struct gpioled_dev{dev_t devid; /* 设备号 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 类 */struct device *device[2]; /* 设备 */int major; /* 主设备号 */int minor; /* 次设备号 */struct device_node *nd[GPIOLED_CNT]; /* 设备节点 */int gpios[GPIOLED_CNT]; /* led 所使用的 GPIO 编号 */
};struct gpioled_dev gpioled; /* led 设备 *//** @description : 打开设备* @param – inode : 传递给驱动的 inode* @param – filp : 设备文件，file 结构体有个叫做 private_data 的成员变量* 一般在 open 的时候将 private_data 指向设备结构体。* @return : 0 成功;其他 失败*/
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{int minor = MINOR(inode->i_rdev);filp->private_data = &gpioled; /* 设置私有数据 */printk("open minor is %d\r\n",minor);return 0;
}/** @description : 从设备读取数据* @param – filp : 要打开的设备文件(文件描述符)* @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区* @param - cnt : 要读取的数据长度* @param – offt : 相对于文件首地址的偏移* @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败*/
static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf,size_t cnt, loff_t *offt)
{return 0;
}/** @description : 向设备写数据* @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符* @param - buf : 要写给设备写入的数据* @param - cnt : 要写入的数据长度* @param – offt : 相对于文件首地址的偏移* @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败*/
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;struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;int minor = MINOR(file_inode(filp)->i_rdev);/*获取设备的子节点号，在4.x内核必须用file_inode(filp)代替filp->f_dentry->inode，不然编译会出错*/printk("write inode minor is %d\r\n",minor);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 */printk("ledstat = %d\n", ledstat);switch(minor){case 0:if(ledstat == LEDON) {gpio_set_value(dev->gpios[0], 0); /* 打开 LED 灯 */printk("open led\n");} else if(ledstat == LEDOFF) {gpio_set_value(dev->gpios[0], 1); /* 关闭 LED 灯 */printk("close led\n");}break;case 1:if(ledstat == LEDON) {gpio_set_value(dev->gpios[1], 1); /* 打开 LED 灯 */printk("open beep\n");} else if(ledstat == LEDOFF) {gpio_set_value(dev->gpios[1], 0); /* 关闭 LED 灯 */printk("close beep\n");}break;default:break;}return 0;
}/** @description : 关闭/释放设备* @param – filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)* @return : 0 成功;其他 失败*/
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{return 0;
}/* 设备操作函数 */
static struct file_operations gpioled_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = led_open,.read = led_read,.write = led_write,.release = led_release,
};/** @description : 驱动入口函数* @param : 无* @return : 无*/
static int __init led_init(void)
{int ret = 0;struct property *proper;/* 设置 LED 所使用的 GPIO *//* 1、获取设备节点：gpioled */gpioled.nd[0] = of_find_node_by_path("/gpios/led1");if(gpioled.nd[0] == NULL) {printk("gpioled node cant not found!\r\n");return -EINVAL;} else {printk("gpioled node has been found!\r\n");}/* 2、 获取设备树中的 gpio 属性，得到 LED 所使用的 LED 编号 */gpioled.gpios[0] = of_get_named_gpio(gpioled.nd[0], "gpios-led", 0);if(gpioled.gpios[0] < 0) {printk("can't get led-gpio!\r\n");return -EINVAL;}printk("led-gpio num = %d\r\n", gpioled.gpios[0]);/* 3、设置 GPIO1_IO03 为输出，并且输出高电平，默认关闭 LED 灯 */ret = gpio_direction_output(gpioled.gpios[0], 0);if(ret < 0) {printk("can't set le-gpio!\r\n");}/*获取字节点的compatible属性*/proper = of_find_property(gpioled.nd[0], "compatible", NULL);if(proper == NULL) {printk("compatible property find failed\r\n");} else {printk("led compatible = %s\r\n", (char*)proper->value);}/* 设置 BEEP 所使用的 GPIO *//* 1、获取设备节点：gpioled */gpioled.nd[1] = of_find_node_by_path("/gpios/beep");if(gpioled.nd[1] == NULL) {printk("gpiobeep node cant not found!\r\n");return -EINVAL;} else {printk("gpiobeep node has been found!\r\n");}/* 2、 获取设备树中的 gpio 属性，得到 LED 所使用的 LED 编号 */gpioled.gpios[1] = of_get_named_gpio(gpioled.nd[1], "gpios-beep", 0);if(gpioled.gpios[1] < 0) {printk("can't get beep-gpio!\r\n");return -EINVAL;}printk("beep-gpio num = %d\r\n", gpioled.gpios[1]);/* 3、设置 GPIO1_IO03 为输出，并且输出高电平，默认关闭 LED 灯 */ret = gpio_direction_output(gpioled.gpios[1], 1);if(ret < 0) {printk("can't set beep-gpio!\r\n");}/*获取字节点的compatible属性*/proper = of_find_property(gpioled.nd[0], "compatible", NULL);if(proper == NULL) {printk("beep compatible property find failed\r\n");} else {printk("beep compatible = %s\r\n", (char*)proper->value);}/*符设备驱动 *//* 1、创建设备号 */if (gpioled.major) { /* 定义了设备号 */gpioled.devid = MKDEV(gpioled.major, 0);register_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT,GPIOLED_NAME);} else { /* 没有定义设备号 */alloc_chrdev_region(&gpioled.devid, 0, GPIOLED_CNT,GPIOLED_NAME); /* 申请设备号 */gpioled.major = MAJOR(gpioled.devid); /* 获取分配号的主设备号 */gpioled.minor = MINOR(gpioled.devid); /* 获取分配号的次设备号 */}printk("gpioled major=%d,minor=%d\r\n",gpioled.major,gpioled.minor);/* 2、初始化 cdev */gpioled.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&gpioled.cdev, &gpioled_fops);/* 3、添加一个 cdev */ret = cdev_add(&gpioled.cdev, gpioled.devid, GPIOLED_CNT);if(ret){printk("cdev_add erro!\r\n");goto cdevadd_erro;}printk("cdev_add ok!\r\n");/* 4、创建类 */gpioled.class = class_create(THIS_MODULE, "my-led");if (IS_ERR(gpioled.class)) {printk("class_create erro!\r\n");ret=PTR_ERR(gpioled.class);goto class_create_erro;}/* 5、创建设备 */gpioled.device[0] = device_create(gpioled.class, NULL,MKDEV(gpioled.major,0), NULL, "led1");if (IS_ERR(gpioled.device[0])) {ret = PTR_ERR(gpioled.device[1]);goto device_create1_erro;}/* 5、创建设备 */gpioled.device[1] = device_create(gpioled.class, NULL,MKDEV(gpioled.major,1), NULL, "beep");if (IS_ERR(gpioled.device[1])) {ret = PTR_ERR(gpioled.device[1]);}printk("led_init ok\n");return 0;
evice_create1_erro:class_destroy(gpioled.class);
lass_create_erro:cdev_del(&gpioled.cdev); /* 删除 cdev */
devadd_erro:unregister_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT); return ret;}/*189 * @description : 驱动出口函数* @param : 无* @return : 无*/static void __exit led_exit(void){/* 注销字符设备驱动 */cdev_del(&gpioled.cdev); /* 删除 cdev */unregister_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT); /* 注销 */device_destroy(gpioled.class, MKDEV(gpioled.major,0));device_destroy(gpioled.class, MKDEV(gpioled.major,1));class_destroy(gpioled.class);}module_init(led_init);module_exit(led_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("yifeng");
代码有个注意事项，
1、获取设备节点，节点不要填错，为设备树的节点：
gpioled.nd[0] = of_find_node_by_path("/gpios/led1");gpioled.nd[1] = of_find_node_by_path("/gpios/beep");2、创建设备，会在/dev/下生成节点
/* 5、创建设备 */gpioled.device[0] = device_create(gpioled.class, NULL, MKDEV(gpioled.major,0), NULL, "led1");/* 5、创建设备 */gpioled.device[1] = device_create(gpioled.class, NULL, MKDEV(gpioled.major,1), NULL, "beep");
2、makefile
KERNELDIR := /home/alientek/rk3568_linux_sdk/kernel
ARCH=arm64
CROSS_COMPILE=/opt/atk-dlrk356x-toolchain/usr/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-export ARCH CROSS_COMPILECURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := led_gpios.obuild: kernel_moduleskernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
编译生成ko文件，拷贝到开发板。
五、App编写
#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;char status;if (argc != 3){printf("Usage: %s <dev> <on | off>\\n", argv[0]);return -1;}fd = open(argv[1], O_RDWR);if (fd == -1){printf("can not open file %s\\n", argv[1]);return -1;}if (0 == strcmp(argv[2], "on")){status = 1;write(fd, &status, 1);}else{status = 0;write(fd, &status, 1);}close(fd);return 0;
}编译，生成的可执行文件拷贝到开发板测试。
/opt/atk-dlrk356x-toolchain/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu-gcc ledApp.c -o ledApp六、测试
1、关闭 LED 的心跳灯
echo none > /sys/class/leds/work/trigger2、加载和卸载驱动模块
insmod led_gpios.ko
加载成功
3、测试
./ledApp /dev/led1 on./ledApp /dev/led1 off
./ledApp /dev/beep on ./ledApp /dev/beep off
实现状态是相反的，需要根据实际的修改，但控制是正常的。
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