需要添加EIM总线的配置，实际上，和添加一个串口类似，同样是三步：添加EIM总线节点、配置引脚复用、去掉其他的引脚功能复用。
配置引脚根据Linux内核版本的差异，存在两个方式，本文在此使用的是方案商飞凌提供的Linux3.0.35版本，此版本不支持设备树。
EIM口介绍：通过阅读i.MX6D芯片手册Chapter 22 External Interface Module (EIM)，可以得到imx6dl-c芯片EIM比较重要的硬件资源主要有26根地址线（EIM_DA0–EIM_DA15/EIM_A16–EIM_A25），16根数据线（EIM_D16–EIM_D31），1根时钟线（EIM_BCLK），4根片选线（EIM_CS0–EIM_CS3），其中EIM_CS2–EIM_CS3为复用做片选线），1根读信号（EIM_OE），1根写信号（EIM_RW），(EIM_EB0~EIM_EB3)，（EIM_WAIT），（EIM_LBA）。
Soc芯片上有很多引脚，每个引脚对应特定的功能。例如控制电机需要控制电机的功能引脚1和引脚2，控制传感器需要控制传感器功能的引脚3和引脚4。对于使用Soc芯片的需求方来说，可能只是控制电机，或者只是控制传感器。这样Soc芯片上的4个引脚就浪费了2个引脚。为了能提供更多的功能，减少引脚的浪费，可以把引脚1，2和引脚3，4合并，通过复用引脚来解决问题。
i.mx6的Soc芯片提供IOMUX机制就是用来解决引脚复用的问题。
如何确定使用引脚12，还是使用引脚34，是下面要介绍的主要内容
概念
Pad 对应的是Soc芯片上的引脚
Signal 对应的是控制电机的功能
内核源代码
需要配置的寄存器
Pad控制寄存器
Mux控制寄存器
Select Input寄存器
配置IOMUX的必备工具
芯片原理图
芯片软件手册
内核源代码
配置步骤
- 查看原理图
下面是USB转串口芯片的原理图，我们需要配置UART1_RX这个接口。
通过UART1_RX,我们可以在i.mx6的原理图中找到对应的引脚CSI0_DAT11。
- 查找软件手册(引脚功能)
软件手册第4章
查找CSI0_DAT11，可以得到两个重要的信息
Pad的控制寄存器名称 SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11 CSI0_DAT11的功能UART1_RX_DATA 用于查找其他两个寄存器
查找UART1_RX_DATA，可以得到两个寄存器
Mux的控制寄存器名称 IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11 Select Input的寄存器名称 IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT
3. 查找软件手册(IOMUX功能配置)
软件手册第36章, 介绍了IOMUX需要配置寄存器的所有信息。根据三个寄存器的名称进行查找
Pad的控制寄存器名称 SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11
Mux的控制寄存器名称 IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11
Select Input的寄存器名称 IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT
IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_CSI0_DATA11
偏移地址：284h
配置MUX_MODE的模式为ALT3，就能使用UART1_RX_DATA的功能
IOMUX_SW_PAD_CTL_PAD_CSI0_DATA11
偏移地址：654h
Pad控制寄存器主要用于控制引脚的上拉电阻，下拉电阻和电压控制
IOMUXC_UART1_UART_RX_DATA_SELECT_INPUT
偏移地址：920h
下表是我统计的EIM引脚常用属性，这几个偏移地址对我们配置引脚至关重要，由于飞凌提供的内核已经配置好了，在此只记录一下网上的用法解析。
在linux或android系统中，假如我们要配置飞思卡尔IMX6处理器的GPIO管脚，比如是GPIO_19这个管脚，那么要像这样：
#define MX6Q_PAD_GPIO_19__GPIO_4_5 (_MX6Q_PAD_GPIO_19__GPIO_4_5|MUX_PAD_CTRL(NO_PAD_CTRL))
其中_MX6Q_PAD_GPIO_19__GPIO_4_5定义为：
#define _MX6Q_PAD_GPIO_19__GPIO_4_5 IOMUX_PAD(0x0624, 0x0254, 5, 0x0000, 0, 0)
这个IOMUX_PAD宏是定义GPIO的关键宏，其原型为：
#define IOMUX_PAD(_pad_ctrl_ofs, _mux_ctrl_ofs, _mux_mode, _sel_input_ofs, _sel_input, _pad_ctrl)
IOMUX_PAD宏有6个参数，每个参数的意思是：
具体的含义要结合IMX6数据手册【Chapter 36 IMOUX Controller(IOMUXC)】的内容。
非设备树：
1、配置引脚复用(/linux-3.0.35/arch/arm/mach-mx6/board-mx6dl_c_sabresd.h)
static iomux_v3_cfg_t mx6dl_weimram_pads[] __initdata = {
MX6DL_PAD_EIM_OE__WEIM_WEIM_OE,// write signal
MX6DL_PAD_EIM_RW__WEIM_WEIM_RW,// read signal
MX6DL_PAD_EIM_CS0__WEIM_WEIM_CS_0,
// MX6DL_PAD_EIM_EB0__WEIM_WEIM_EB_0,
MX6DL_PAD_EIM_WAIT__WEIM_WEIM_WAIT,
MX6DL_PAD_EIM_EB1__WEIM_WEIM_EB_1,
MX6DL_PAD_EIM_EB2__WEIM_WEIM_EB_2,
MX6DL_PAD_EIM_EB3__WEIM_WEIM_EB_3,
//MX6DL_PAD_DISP0_DAT8__GPIO_4_29,
MX6DL_PAD_EIM_LBA__WEIM_WEIM_LBA,
MX6DL_PAD_EIM_BCLK__WEIM_WEIM_BCLK,
//16根数据线
MX6DL_PAD_EIM_D16__WEIM_WEIM_D_16,
MX6DL_PAD_EIM_D17__WEIM_WEIM_D_17,
MX6DL_PAD_EIM_D18__WEIM_WEIM_D_18,
MX6DL_PAD_EIM_D19__WEIM_WEIM_D_19,
MX6DL_PAD_EIM_D20__WEIM_WEIM_D_20,
MX6DL_PAD_EIM_D21__WEIM_WEIM_D_21,
MX6DL_PAD_EIM_D22__WEIM_WEIM_D_22,
MX6DL_PAD_EIM_D23__WEIM_WEIM_D_23,
MX6DL_PAD_EIM_D24__WEIM_WEIM_D_24,
MX6DL_PAD_EIM_D25__WEIM_WEIM_D_25,
MX6DL_PAD_EIM_D26__WEIM_WEIM_D_26,
MX6DL_PAD_EIM_D27__WEIM_WEIM_D_27,
MX6DL_PAD_EIM_D28__WEIM_WEIM_D_28,
MX6DL_PAD_EIM_D29__WEIM_WEIM_D_29,
MX6DL_PAD_EIM_D30__WEIM_WEIM_D_30,
MX6DL_PAD_EIM_D31__WEIM_WEIM_D_31,
//MX6DL_PAD_EIM_A24__GPIO_5_4,
//16根地址线
MX6DL_PAD_EIM_DA0__WEIM_WEIM_DA_A_0,
MX6DL_PAD_EIM_DA1__WEIM_WEIM_DA_A_1,
MX6DL_PAD_EIM_DA2__WEIM_WEIM_DA_A_2,
MX6DL_PAD_EIM_DA3__WEIM_WEIM_DA_A_3,
MX6DL_PAD_EIM_DA4__WEIM_WEIM_DA_A_4,
MX6DL_PAD_EIM_DA5__WEIM_WEIM_DA_A_5,
MX6DL_PAD_EIM_DA6__WEIM_WEIM_DA_A_6,
MX6DL_PAD_EIM_DA7__WEIM_WEIM_DA_A_7,
MX6DL_PAD_EIM_DA8__WEIM_WEIM_DA_A_8,
MX6DL_PAD_EIM_DA9__WEIM_WEIM_DA_A_9,
MX6DL_PAD_EIM_DA10__WEIM_WEIM_DA_A_10,
MX6DL_PAD_EIM_DA11__WEIM_WEIM_DA_A_11,
MX6DL_PAD_EIM_DA12__WEIM_WEIM_DA_A_12,
MX6DL_PAD_EIM_DA13__WEIM_WEIM_DA_A_13,
MX6DL_PAD_EIM_DA14__WEIM_WEIM_DA_A_14,
MX6DL_PAD_EIM_DA15__WEIM_WEIM_DA_A_15,
// MX6DL_PAD_EIM_A16__WEIM_WEIM_A_16,
// MX6DL_PAD_EIM_A17__WEIM_WEIM_A_17,
// MX6DL_PAD_EIM_A18__WEIM_WEIM_A_18,
// MX6DL_PAD_EIM_A19__WEIM_WEIM_A_19,
// MX6DL_PAD_EIM_A20__WEIM_WEIM_A_20,
// MX6DL_PAD_EIM_A21__WEIM_WEIM_A_21,
// MX6DL_PAD_EIM_A22__WEIM_WEIM_A_22,
// MX6DL_PAD_EIM_A23__WEIM_WEIM_A_23,
// MX6DL_PAD_EIM_A24__WEIM_WEIM_A_24,//bs add
// MX6DL_PAD_EIM_A25__WEIM_WEIM_A_25,//bs add
// //用作中断处理
// MX6DL_PAD_EIM_D28__GPIO_3_28,
// MX6DL_PAD_EIM_D29__GPIO_3_29,
// MX6DL_PAD_EIM_D30__GPIO_3_30,
// MX6DL_PAD_EIM_D31__GPIO_3_31,
};
#endif
2、去掉其他的引脚功能复用
把所有你需要用到的EIM引脚的功能复用全部屏蔽
//eim bus MX6DL_PAD_EIM_CS0__ECSPI2_SCLK, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_CS1__ECSPI2_MOSI, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_OE__ECSPI2_MISO, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_LBA__GPIO_2_27, // MX6Q_PAD_EIM_D23__GPIO_3_23, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A22__GPIO_2_16, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A21__GPIO_2_17, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A20__GPIO_2_18, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A19__GPIO_2_19, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A18__GPIO_2_20, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A17__GPIO_2_21, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A16__GPIO_2_22, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_RW__GPIO_2_26, //MDLX6Q_PAD_EIM_LBA__GPIO_2_27, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_EB1__GPIO_2_29, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_EB3__GPIO_2_31, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA0__GPIO_3_0, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA1__GPIO_3_1, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA2__GPIO_3_2, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA3__GPIO_3_3, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA4__GPIO_3_4, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA5__GPIO_3_5, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA6__GPIO_3_6, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA7__GPIO_3_7, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA8__GPIO_3_8, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA9__GPIO_3_9, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA10__GPIO_3_10, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA11__GPIO_3_11, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA12__GPIO_3_12, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA13__GPIO_3_13, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA14__GPIO_3_14, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_DA15__GPIO_3_15, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_D29__GPIO_3_29, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_D16__GPIO_3_16, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_WAIT__GPIO_5_0, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A24__GPIO_5_4, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_A23__GPIO_6_6, //uart2 MX6DL_PAD_EIM_D26__UART2_TXD, //uart2 MX6DL_PAD_EIM_D27__UART2_RXD, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_D22__GPIO_3_22, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_D21__USBOH3_USBOTG_OC, //eim bus MX6DL_PAD_EIM_D30__USBOH3_USBH1_OC, //eim bus MX6DL_PAD_NANDF_D3__GPIO_2_3,
3、添加EIM总线节点
搜索文件可得board-mx6dl_c_sabresd.h头文件被board-mx6q_c_sabresd.c所引用，由此可知前两步激活的引脚配置需在此文件中激活使用。
static int mx6q_setup_weim_cs(void)
{
//nor
void __iomem *ram_reg = MX6_IO_ADDRESS(WEIM_BASE_ADDR);//EIM memory base phy addr=0x21B8000
void __iomem *ccm_reg = MX6_IO_ADDRESS(CCM_BASE_ADDR);
unsigned int reg;
struct clk *clk;
u32 rate;
//reg = readl(IOMUXC_GPR1);
//printk("gpr1 reg=%xn",reg);
reg = readl(ccm_reg + 0x80);
reg |= 0x00000C00;
writel(reg, ccm_reg + 0x80);
clk = clk_get(NULL, "emi_slow_clk");
if (IS_ERR(clk))
printk(KERN_ERR "emi_slow_clk not foundn");
rate=clk_get_rate(clk);
//printk("emi_slow_clk rate=%dn",rate);
if(rate!=132000000)
printk(KERN_ERR "Warning: emi_slow_clk not set to 132 MHz!"
" WEIM NOR timing may be incorrect! rate %d n", rate);
//rate=clk_round_rate(clk,264000000);//37MHZ
//clk_set_rate(clk,rate);
printk("emi_slow_clk rate=%dn",rate);
clk_put(clk);
writel(0x00020081, ram_reg);//EIM_CS0GCR1
writel(0x00000000, ram_reg + 0x4); //EIM_CS0GCR2
writel(0x01080000, ram_reg + 0x8);//EIM_CS0RCR1
writel(0x000000000, ram_reg + 0xc);//EIM_CS0RCR2
writel(0x01000000, ram_reg + 0x10);//EIM_CS0WCR1 WWSC=3 EIM clk
writel(0x00000000, ram_reg + 0x14);
writel(0x00000000, ram_reg + 0x090);
//init pad
if (cpu_is_mx6dl())
mxc_iomux_v3_setup_multiple_pads(mx6dl_weimram_pads,ARRAY_SIZE(mx6dl_weimram_pads));
else
mxc_iomux_v3_setup_multiple_pads(mx6q_weimram_pads,ARRAY_SIZE(mx6q_weimram_pads));
//init pad
printk("imx6q weim_cs0 initn");
}
static struct eim_mxc_pdata eim_mxc = {
.init = mx6q_setup_weim_cs,
};
//CS0_BASE_ADDR 0x08000000 phyaddr + 0x8000000(128MB)
static struct resource weim_fpga_resource = {
.start = CS0_BASE_ADDR,
.end = CS0_BASE_ADDR + SZ_128M - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
};
static struct platform_device weim_fpga_device = {
.name = "imx6q-fpga",
.id = -1,
.num_resources = 1,
.resource = &weim_fpga_resource,
.dev = {
.platform_data = &eim_mxc,
}
};
且在mx6_sabresd_board_init函数中，注册设备。若注册成功在/sys/bus/platform/devices/可见imx6q-fpga设备。
在/sys/bus/platform/drivers/可见imx6q-fpga驱动，此处不知原因，按理说并没有注册驱动，不知为何驱动会产生，导致后续在ko中注册驱动失败。
platform_device_register(&weim_fpga_device);
注：此处需根据需要修改writel函数内6个寄存器的值。
设备树：（未验证）
一、首先进行节点添加。
1、arch/arm/boot/dts/imx6qdl-sabresd.dtsi文件中添加如下
&weim {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_weim_fpga &pinctrl_weim_cs0>;
#address-cells = <2>;
#size-cells = <1>;
ranges = <0 0 0x08000000 0x08000000>;
status = "disabled";
fsl,weim-cs-gpr = <&gpr>;
fpga@0,0 {
compatible = "fpga-user";
reg = <0 0 0x08000000>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
bank-width = <2>;
fsl,weim-cs-timing = <0x00640081 0x00000010 0x1c020000
0x0000c000 0x1404a38e 0x00000000>;
};
};
为eim总线的一些配置信息。
2、arch/arm/boot/dts/imx6dl-c-sabresd.dts文件中添加weim节点的控制。
&weim {
status = "okay";
};
添加一个weim节点的控制，并设置其状态为okay。
二、添加引脚配置
arch/arm/boot/dts/imx6qdl-sabresd.dtsi文件中添加一个fpga的pinctrl和一个cs引脚的pinctrl。这部分在第一步的weim节点中的pinctrl-0参数对这两个pinctrl有调用。对应的是相应的名字。
pinctrl_weim_fpga: weimfpgagrp {
fsl,pins = <
MX6QDL_PAD_EIM_OE__EIM_OE_B 0xb0b1
MX6QDL_PAD_EIM_RW__EIM_RW 0xb0b1
MX6QDL_PAD_EIM_WAIT__EIM_WAIT_B 0xb060
MX6QDL_PAD_EIM_DA5__EIM_AD05 0xb0b1
MX6QDL_PAD_EIM_DA4__EIM_AD04 0xb0b1
MX6QDL_PAD_EIM_DA3__EIM_AD03 0xb0b1
MX6QDL_PAD_EIM_DA2__EIM_AD02 0xb0b1
MX6QDL_PAD_EIM_DA1__EIM_AD01 0xb0b1
MX6QDL_PAD_EIM_DA0__EIM_AD00 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_DATA_EN__EIM_DATA00 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_VSYNC__EIM_DATA01 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT4__EIM_DATA02 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT5__EIM_DATA03 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT6__EIM_DATA04 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT7__EIM_DATA05 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT8__EIM_DATA06 0xb0b1
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT9__EIM_DATA07 0xb0b1
>;
};
pinctrl_weim_cs0: weimcs0grp {
fsl,pins = <
MX6QDL_PAD_EIM_CS0__EIM_CS0_B 0xb0b1
>;
};
三、去掉用到的引脚的其他复用功能。
pinctrl_i2c1: i2c1grp {
fsl,pins = <
- MX6QDL_PAD_CSI0_DAT8__I2C1_SDA 0x4001b8b1
- MX6QDL_PAD_CSI0_DAT9__I2C1_SCL 0x4001b8b1
+
>;
};
@@ -1097,10 +1127,10 @@
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT17__IPU1_CSI0_DATA17 0x80000000
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT18__IPU1_CSI0_DATA18 0x80000000
MX6QDL_PAD_CSI0_DAT19__IPU1_CSI0_DATA19 0x80000000
- MX6QDL_PAD_CSI0_DATA_EN__IPU1_CSI0_DATA_EN 0x80000000
- MX6QDL_PAD_CSI0_DATA_EN__IPU1_CSI0_DATA_EN 0x80000000
+ //MX6QDL_PAD_CSI0_DATA_EN__IPU1_CSI0_DATA_EN 0x80000000
MX6QDL_PAD_CSI0_PIXCLK__IPU1_CSI0_PIXCLK 0x80000000
MX6QDL_PAD_CSI0_MCLK__IPU1_CSI0_HSYNC 0x80000000
- MX6QDL_PAD_CSI0_VSYNC__IPU1_CSI0_VSYNC 0x80000000
+ //MX6QDL_PAD_CSI0_VSYNC__IPU1_CSI0_VSYNC 0x80000000
MX6QDL_PAD_SD1_DAT2__GPIO1_IO19 0x80000000
MX6QDL_PAD_SD1_DAT0__GPIO1_IO16 0x80000000
MX6QDL_PAD_GPIO_2__GPIO1_IO02 0x80000000
步骤二：编写KO（EIM口控制程序）
由简入繁，先介绍下最简单的字符设备的创建方法
一、注册老字符设备驱动模块Linux 驱动有两种运行方式：
将驱动编译进Linux内核中， 这样当Linux内核启动的时候就会自动运行驱动程序。 将驱动编译成模块(扩展名为 .ko)， 在Linux内核启动以后使用“insmod”命令加载驱动模块。
在驱动开发阶段一般都将其编译为模块，不需要编译整个Linux代码，方便调试驱动程序。当驱动开发完成后，根据实际需要，可以选择是否将驱动编译进Linux内核中。
Linux中每个设备都有一个设备号，设备号由主设备号和次设备号两部分组成。
主设备号：表示某一个具体的驱动 次设备号：表示使用这个驱动的各个设备
#define CHRDEVBASE_MAJOR 200
#define CHRDEVBASE_NAME "chrdevbase"
static int chrdevbase_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("[BSP] chrdevbase open!n");
return 0;
}
static ssize_t chrdevbase_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
printk("[BSP] chrdevbase read!n");
return 0;
}
static ssize_t chrdevbase_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
printk("[BSP] chrdevbase write!n");
return 0;
}
static int chrdevbase_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("[BSP] chrdevbase release！n");
return 0;
}
static struct file_operations chrdevbase_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = chrdevbase_open,
.read = chrdevbase_read,
.write = chrdevbase_write,
.release = chrdevbase_release,
};
static int __init chrdevbase_init(void)
{
int retvalue = 0;
retvalue = register_chrdev(CHRDEVBASE_MAJOR, CHRDEVBASE_NAME, &chrdevbase_fops);
if(retvalue < 0)
{
printk("[BSP] chrdevbase driver register failedn");
}
printk("[BSP] chrdevbase init!n");
return 0;
}
static void __exit chrdevbase_exit(void)
{
unregister_chrdev(CHRDEVBASE_MAJOR, CHRDEVBASE_NAME);
printk("[BSP] chrdevbase exit!n");
}
module_init(chrdevbase_init);
module_exit(chrdevbase_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("yanggang");
通过如下三条指令，可加载驱动、查看驱动、查看系统是否列举该设备，主设备号为程序中设定的200。
insmod chrdevbase.ko lsmod cat /proc/devices
驱动加载后，还要在/dev目录下创建一个对应的设备节点文件（应用程序就是通过该节点文件实现对设备的操作）。
输入如下2条命令创建/dev/chrdevbase这个设备节点文件，并查看结果：
mknod /dev/chrdevbase c 200 0 ls /dev/chrdevbase -l
本节介绍了嵌入式Linux驱动开发中的基础驱动——字符驱动开发的基本模式，注册了一个虚拟的字符设备驱动。
二、注册新字符设备驱动模块使用register_chrdev函数注册字符设备，需要指定一个设备号，这就造成：
1、 需要事先确定好哪些主设备号没有使用
2、会将一个主设备号下的所有次设备号都使用掉，比如主设备号为200，那么 0~1048575(2^20-1)这个区间的次设备号就全部都被占用了
回顾上一篇的操作，先是加载驱动：
加载完，还有手动使用mknod指令来手动创建该设备节点，并且指定驱动程序中写死的设备号：
本节，就要使用一种新的字符驱动编写方式，实现设备号的自动分配，省去mknod指令操作。
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。
1、创建class类
首先要创建一个class类，其实是个结构体，定义在include/linux/device.h里面。class_create是类创建函数(宏定义):
#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)
卸载驱动程序的时候需要使用函数为class_destroy删除掉类：
void class_destroy(struct class *cls);
2、创建设备
创建好类以后还不能实现自动创建设备节点，还需要在这个类下创建一个设备。使用device_create函数创建设备:
struct device *device_create(struct clas *class,
struct device *parent,
dev_t devt,
void *drvdata,
const char *fmt, ...)
参数最后的…表示这在是一个可变参数的函数。
3、设置文件私有数据
每个硬件设备都有一些属性， 比如主设备号(dev_t)，类(class)、设备(device)、开关状态(state)等等，在编写驱动的时候你可以将这些属性全部写成变量的形式:
dev_t devid; struct cdev cdev; struct class *class; struct device *device; int major; int minor;
可以将所有属性信封装到结构体中， 并在编写驱动open函数的时候将其作为私有数据添加到设备文件中：
struct test_dev{
dev_t devid;
struct cdev cdev;
struct class *class;
struct device *device;
int major;
int minor;
};
struct test_dev testdev;
static int test_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &testdev;
return 0;
}
源码如下：
#define CHRDEVBASE_CNT 1
#define CHRDEVBASE_NAME "chrdevbase"
struct newchr_dev{
dev_t devid;
struct cdev cdev;
struct class *class;
struct device *device;
int major;
int minor;
};
struct newchr_dev chrdevbase;
static int chrdevbase_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("chrdevbase open!rn");
filp->private_data = &chrdevbase;
return 0;
}
static ssize_t chrdevbase_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
printk("[BSP] chrdevbase read!n");
return 0;
}
static ssize_t chrdevbase_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
printk("[BSP] chrdevbase write!n");
return 0;
}
static int chrdevbase_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
printk("[BSP] chrdevbase release！n");
return 0;
}
static struct file_operations chrdevbase_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = chrdevbase_open,
.read = chrdevbase_read,
.write = chrdevbase_write,
.release = chrdevbase_release,
};
static int __init chrdevbase_init(void)
{
if (chrdevbase.major) //1、创建设备号:定义了设备号
{
chrdevbase.devid = MKDEV(chrdevbase.major, 0);//大部分驱动次设备号都选择0
register_chrdev_region(chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT, CHRDEVBASE_NAME);
}
else //1、创建设备号:没有定义设备号
{
alloc_chrdev_region(&chrdevbase.devid, 0, CHRDEVBASE_CNT, CHRDEVBASE_NAME);
chrdevbase.major = MAJOR(chrdevbase.devid);
chrdevbase.minor = MINOR(chrdevbase.devid);
}
printk("chrdevbase major=%d,minor=%drn",chrdevbase.major, chrdevbase.minor);
// 2、初始化cdev
chrdevbase.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&chrdevbase.cdev, &chrdevbase_fops);
// 3、添加一个cdev
cdev_add(&chrdevbase.cdev, chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT);
// 4、创建类
chrdevbase.class = class_create(THIS_MODULE, CHRDEVBASE_NAME);
if (IS_ERR(chrdevbase.class))
{
return PTR_ERR(chrdevbase.class);
}
// 5、创建设备
chrdevbase.device = device_create(chrdevbase.class, NULL, chrdevbase.devid, NULL, CHRDEVBASE_NAME);
if (IS_ERR(chrdevbase.device))
{
return PTR_ERR(chrdevbase.device);
}
printk("chrdevbase init done!rn");
return 0;
}
static void __exit chrdevbase_exit(void)
{
//1、注销字符设备驱动
cdev_del(&chrdevbase.cdev);
//2、注销设备号
unregister_chrdev_region(chrdevbase.devid, CHRDEVBASE_CNT);
//3、删除设备：
device_destroy(chrdevbase.class, chrdevbase.devid);
//4、删除类：
class_destroy(chrdevbase.class);
printk("chrdevbase exit done!rn");
}
module_init(chrdevbase_init);
module_exit(chrdevbase_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("yanggang");
通过一张图来对比新旧两种驱动编写方式的区别：
旧方式编写驱动的流程
新方式编写驱动的流程
注：旧的驱动方式需要额外使用mknod指令来手动创建该设备节点。
get_user与put_user
在内核空间和用户空间交换数据时，get_user和put_user是两个两用的函数。相对于copy_to_user和copy_from_user(将在另一篇博客中分析)，这两个函数主要用于完成一些简单类型变量(char、int、long等)的拷贝任务，对于一些复合类型的变量，比如数据结构或者数组类型，get_user和put_user函数还是无法胜任，这两个函数内部将对指针指向的对象长度进行检查，在arm平台上只支持长度为1，2，4，8的变量。下面我具体分析，首先看get_user的定义(linux/include/asm-arm/uaccess.h)：
user app和kernel模块之间传输数据不能使用memcpy，必须使用copy_to/from_user或是put/get_user。原因就是kernel和user app内存不能直接互访。
首先 Linux的kernel和user app运行在不同的模式。在ARM上就是kernel运行在SVC模式(最高级)，App运行在user模式。当user app执行一个system call调用kernel代码，kernel会完成CPU的模式切换。SVC模式能访问的寄存器更多，如果在kernel中对user app传入的地址直接访问，可能会有以下问题：传入的地址是错误的，则kernel也可以访问，可能会破坏其他kernel内容，这会引起安全问题，memcpy不会进行地址检查，使用专用的put_user就会执行地址检查，判断是否是<0xc0000000，是否在user app地址空间之内。同时在ARM平台上，最后调用的函数是__put_user_1/2/4/8。这个是一个汇编函数，使用的数据访问指令为ldrbt，这个ARM汇编指令使用user mode来访问内存，如果这个访问非法，这会触发一个exception，在kernel中都加入了一个异常函数表，出现异常则调用__get_user_bad。
put_user ( x, ptr)— 将一个简单的值写入用户空间。
x：要复制到用户空间的值。
ptr：目标地址，在用户空间中。
描述：这个宏将一个简单的值从内核空间复制到用户空间。 它支持简单的类型，如 char 和 int，但不支持更大的数据类型，如结构或数组。仅限用户上下文。 此功能可能会休眠。ptr 必须具有指向简单变量的指针类型，并且 x 必须可分配给取消引用 ptr 的结果。
return：成功返回零，错误返回 -EFAULT。
get_user ( x, ptr);— 从用户空间获取一个简单的变量。
x：存储结果的变量。
ptr：源地址，在用户空间。
描述：这个宏将一个简单的变量从用户空间复制到内核空间。 它支持简单的类型，如 char 和 int，但不支持更大的数据类型，如结构或数组。仅限用户上下文。 此功能可能会休眠。
ptr 必须具有指向简单变量的指针类型，并且取消引用 ptr 的结果必须可分配给 x 而无需强制转换。
成功返回零，错误返回 -EFAULT。 出错时，变量 x 设置为零。
分配页内存的函数们:
unsigned long get_zeroed_page(unsigned int flags);
******分配一页内存,返回一个指向新页的指针并且对该页进行了清零操作
unsigned long __get_free_page(unsigned int flags);
******分配一页内存,返回一个指向新页的指针,没有对该页进行清零操作.
unsigned long __get_free_pages(unsigned int flags, unsigned int order);
******用来分配多页内存的,分配的内存可能是物理上连续的几个页长,但没有清零.
******对于你自己指定要分配多少字节的时候,若要使用__get_free_pages时,需要调用get_order函数来帮你计算这些你分配的字节是多少页,有时分配的比你要求的多,这是因为不足一页的按照一页的大小来计算.
******order是2的幂数,即order=0,是一页,order=1是两页,order=2,是四页,order=3是八页…
******如果order太大没有连续大小的内存区可用,页内存分配会失败.order允许的最大值是10(1024页)或者11(2048页).
int get_order(unsigned long size)
******用来计算size可以分成多少页的,返回值是2的幂
当使用完分配的内存的时候务必要释放这些内存,避免内存泄露(内存越用越少),使用下面的函数
void free_pages(unsigned long addr, unsigned long order)
******用来释放分配的多页内存
void free_page(unsigned long addr)
******用来释放分配的一页内存.
