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提示：DS18B20驱动配置设备树

前言

这里还是结合前面的知识点，前面文章已经讲解、总结、归纳了驱动框架、字符驱动框架，里面还及到平台总线知识点。接下来就是设备树知识点。

• 很早以前我们学习每个知识点都是 加载驱动、按照我们的demo 流程来进行知识点验证
• 前面的温度传感器-DS18B20驱动框架编写 、温度传感器-DS18B20字符设备驱动框架 就是写了框架，其实驱动还没有加载成功的，比如平台总线驱动还没有识别到，没有调用probe函数。

一、参考资料

这里我们把以前的相关知识点，拿到这里规整一下

• 总线设备知识点：
  platform总线注册流程分析
  在总线下注册设备及设备注册流程分析
  Linux驱动之platform 总线设备注册流程分析

• 总线驱动相关知识点：
  驱动-在自定义总线上创建驱动-分析驱动注册流程

• 总线、字符设备、相关知识点
  讯为:第十四期 | 单总线
  RK3568驱动指南｜第十四篇 单总线-第158章DS18B20编写字符设备驱动框架
  涉及到核心知识点：alloc_chrdev_region // 动态申请字符设备号
  驱动-申请字符设备号
  涉及到核心知识点：cdev_init //字符设备初始化 cdev_init；cdev_add //字符设备的注册 - cdev_add
  驱动-注册字符设备
  涉及到核心知识点：class_create() - 创建设备类device_create() - 创建设备节点
  驱动-创建设备节点

• gpio-pinctrl知识点
  GPIO 控制和操作-使用命令通过sysfs文件系统控制GPIO
  使用C程序通过sysfs文件系统控制gpio
  操作寄存器来控制GPIO-点亮LED灯
  将原理图中的一个引脚复用为gpio功能
  驱动GPIO-获取单个gpio描述符
  Linux驱动-GPIO基本函数api
  Linux驱动-GPIO子系统与pinctrl子系统相结合

温度传感器-DS18B20驱动框架编写
温度传感器-DS18B20字符设备驱动框架

其实，我们这里用到的DS18B20外设，然后整个链路把知识点串联起来而已，之前相关知识点都学过的。 如果忘记 强烈建议自己再去补一补，基础的东西忘记了不行的。

二、 原理图分析-配置设备树

1、字符设备驱动框架-再分析-需求描述

在字符驱动设备框架温度传感器-DS18B20字符设备驱动框架中 我们对驱动源码进行了详细的分析的。

但是我们没做什么？

我们只是写了框架，平台总线设备并没有加载成功，也就是说：probe函数这个驱动的灵魂：当设备树中compatible = "ds18b20"的设备与驱动匹配成功时，内核才会自动调用probe，完成字符设备的完整注册流程。

所以 ，我们要做的是什么：

• 配置gpio: 驱动层配置一个gpio给DS18b20外设来用
• 配置pinCtrl: 但是系统里面，默认的pin点可能是配置了其它的功能、或者 默认情况下不是gpio功能。 那么就需要用pin-ctrl进行引脚复用到GPIO功能，这样外设才能正常使用，匹配到gpio,实现

2、地板原理图简要分析

DS18b20 引脚

DS18B20引脚如下

这里DC 就是信号引脚，需要一个GPIO来连接的，那么就在主板上面找一个GPIO不就行了嘛。

底板原理图简要分析

参考资料：topeet_rk3568_main_v1_7.pdf底板原理图

实物图

先看实物图： 打算用这个20pin脚里面的GPIO0_B0的拐角作为GPIO控制，来做DS18B20的信号连接。

20pin的原理图

在topeet_rk3568_main_v1_7.pdf底板原理图 里面去找
那么就去找J39 的原理图，如下：我们看到了拐角17 对应的就是GPIO0_B0的拐角，全称：DVP_PWREN0_H_GPIO0_B0

pinctrl 引脚复用-可复用的引脚配置图

那么这个引脚DVP_PWREN0_H_GPIO0_B0我想用来做GPIO来用，那么就要去配置pinctrl引脚复用，继续看 引脚复用，继续在topeet_rk3568_main_v1_7.pdf底板原理图 里面去找：如下，说明引脚DVP_PWREN0_H_GPIO0_B0可以复用的功能有：CLK32K_IN 、CLK32K_OUTO、PCIE30X2_BUTTONRSTn、GPIO0_B0

3、配置设备树

文件路径：kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3568/rk3568-evb1-ddr4-v10.dtsi
参考文档：

• 将原理图中的一个引脚复用为gpio功能
  -Linux驱动-GPIO子系统与pinctrl子系统相结合

要求：就是当有GPIO复用功能需求，不应该无从下手，应该很熟练的去配置。

配置gpio

在根节点中配置

/{.......................ds18b20_gpio:gpio0_b0{compatible="ds18b20";ds18b20-gpios=<&gpio0 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;pinctrl-names="default";pinctrl-0=<&ds18b20_gpio_ctrl>;status="okay";};}

1. ds18b20_gpio: gpio0_b0

• ds18b20_gpio：节点标签，方便其他地方引用
• gpio0_b0：节点名字，随便写，建议和引脚对应

2. compatible = “ds18b20”;

• 驱动匹配字符串
• 告诉内核：这个设备要去找名字叫 ds18b20 的驱动来匹配、接管
• 内核就是靠这个字段找到对应驱动

3. ds18b20-gpios = <&gpio0 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

这是最重要的一行，指定 DS18B20 接在哪个 GPIO，但是就是一个gpio描述符

• &gpio0：使用 GPIO0 控制器
• RK_PB0：GPIO0_B0 引脚
• GPIO_ACTIVE_HIGH：高电平有效（单总线必须这样）

4. pinctrl-names = “default”;

• 定义引脚状态名称
• default 表示默认工作状态

5. pinctrl-0 = <&ds18b20_gpio_ctrl>;

• 关联引脚配置
• 意思是：去引用 &pinctrl 里定义的 ds18b20_gpio_ctrl 引脚配置
• 这是两段配置之间的 “桥梁”

配置pinctrl

在&pinctrl 节点中配置pinctrl 相关信息

&pinctrl{.............ds18b20_gpio{ds18b20_gpio_ctrl:ds18b20-gpio-ctrl{rockchip,pins=<0 RK_PB0 RK_FUNC_GPIO&pcfg_pull_none>;};};}

1. &pinctrl

• 引用 RK3568 的引脚控制器
• 所有引脚复用、上下拉、驱动能力都在这里配置

2. ds18b20_gpio

• 给这组引脚配置起个名字，随便写

3. ds18b20_gpio_ctrl: ds18b20-gpio-ctrl

• 这是真正被引用的配置节点
• 第一段 pinctrl-0 就是引用它

4. rockchip,pins = <0 RK_PB0 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;

两段配置的关系（核心逻辑）

第一段（设备节点） pinctrl-0=<&ds18b20_gpio_ctrl>↓ 引用 第二段（pinctrl 引脚配置） ds18b20_gpio_ctrl{...}

第一段告诉内核 “这是什么设备、用哪个引脚”，第二段告诉内核 “这个引脚要怎么配置（GPIO 模式、无上下拉）”。

核心点小结：

三、源码-原理分析-验证

1、源码说明-加载驱动

这里不演示源码，用的是上一节中一摸一样的源码 温度传感器-DS18B20字符设备驱动框架 ，源码如下：

#include<linux/init.h>#include<linux/module.h>#include<linux/platform_device.h>#include<linux/of.h>#include<linux/fs.h>#include<linux/cdev.h>#include<linux/kdev_t.h>#include<linux/slab.h>#include<linux/gpio.h>#include<linux/gpio/consumer.h>#include<linux/delay.h>struct ds18b20_data{dev_t dev_num;// 什么一个字符设备号，就是设备号struct cdev ds18b20_cdev;//声明一个字符设备structclass*ds18b20_class;//声明一个设备类struct device*ds18b20_device;//声明一个设备//device};intds18b20_open(struct inode*inode,struct file*file){return0;}ssize_tds18b20_read(struct file*file,char__user*buf,size_t size,loff_t*offs){return0;}intds18b20_release(struct inode*inode,struct file*file){return0;}struct file_operations ds18b20_fops={.open=ds18b20_open,.read=ds18b20_read,.release=ds18b20_release,.owner=THIS_MODULE,};struct ds18b20_data*ds18b20;intds18b20_probe(struct platform_device*dev){intret;printk("This is probe \n");ds18b20=kzalloc(sizeof(*ds18b20),GFP_KERNEL);if(ds18b20==NULL){printk("====kzalloc error \n");gotoerror_0;}// 第一步骤:申请设备号ret=alloc_chrdev_region(&ds18b20->dev_num,0,1,"myds18b20");//通过动态方式进行设备号注册if(ret<0){printk("alloc_chrdev_region error \n");ret=-EAGAIN;gotoerror_1;}// 第二步：字符设备初始化 cdev_initcdev_init(&ds18b20->ds18b20_cdev,&ds18b20_fops);// 使用 cdev_init()函数初始化 cdev_test 结构体， 并链接到cdev_test_ops 结构体ds18b20->ds18b20_cdev.owner=THIS_MODULE;// 将 owner 字段指向本模块， 可以避免在模块的操作正在被使用时卸载该模块// 第三步：字符设备的注册 - cdev_addret=cdev_add(&ds18b20->ds18b20_cdev,ds18b20->dev_num,1);// 使用 cdev_add()函数进行字符设备的添加// 第四步，class_create() - 创建设备类ds18b20->ds18b20_class=class_create(THIS_MODULE,"sensors");//使用class_create进行类的创建，类名称为sensorsif(IS_ERR(ds18b20->ds18b20_class)){printk("========class_create error\n");ret=PTR_ERR(ds18b20->ds18b20_class);gotoerror_2;}// 第五步，创建device device_create() - 创建设备节点ds18b20->ds18b20_device=device_create(ds18b20->ds18b20_class,NULL,ds18b20->dev_num,NULL,"ds18b20");//使用device_create进行设备的创建，设备名称为device_testif(IS_ERR(ds18b20->ds18b20_device)){printk("========device_create error\n");ret=PTR_ERR(ds18b20->ds18b20_device);gotoerror_3;}return0;//error_4:// device_destroy(ds18b20->ds18b20_class, ds18b20->dev_num);error_3:class_destroy(ds18b20->ds18b20_class);error_2:cdev_del(&ds18b20->ds18b20_cdev);unregister_chrdev_region(ds18b20->dev_num,1);error_1:kfree(ds18b20);error_0:returnret;}conststruct of_device_id ds18b20_match_table[]={{.compatible="ds18b20"},{},};struct platform_driver ds18b20_driver={.driver={.owner=THIS_MODULE,.name="ds18b20",.of_match_table=ds18b20_match_table,},.probe=ds18b20_probe,};staticint__initds18b20_init(void){intret;ret=platform_driver_register(&ds18b20_driver);if(ret<0){printk("platform_driver_register error\n");return-1;}return0;}staticvoid__exitds18b20_exit(void){device_destroy(ds18b20->ds18b20_class,ds18b20->dev_num);class_destroy(ds18b20->ds18b20_class);cdev_del(&ds18b20->ds18b20_cdev);unregister_chrdev_region(ds18b20->dev_num,1);kfree(ds18b20);platform_driver_unregister(&ds18b20_driver);}module_init(ds18b20_init);module_exit(ds18b20_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

编译程序make，生成驱动程序ds18b20.ko，然后执行驱动

[root@RK356X:/mnt/sdcard]# chmod777ds18b20.ko[root@RK356X:/mnt/sdcard]# insmod ds18b20.ko[root@RK356X:/mnt/sdcard]#

查看内核日志：dmesg看到打印了：This is probe
这就说明设备树中gpio 配置成功了：设备树中的compatible = "ds18b20";和驱动程序中的.name = "ds18b20"，定义驱动名称 name 对应上了。

struct platform_driver ds18b20_driver={.driver={.owner=THIS_MODULE,.name="ds18b20",.of_match_table=ds18b20_match_table,},.probe=ds18b20_probe,};

[root@RK356X:/]# dmesg

2、验证设备树配置的gpio节点是否生成cd /proc/device-tree/

gpio配置如下： 节点名称是gpio0_b0

ds18b20_gpio:gpio0_b0{compatible="ds18b20";ds18b20-gpios=<&gpio0 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;pinctrl-names="default";pinctrl-0=<&ds18b20_gpio_ctrl>;status="okay";};

执行命令：cd /proc/device-tree/，如下存在名称为gpio0_b0的设备树节点，说明设备树配置成功了的

3、检查设备树是否加载进入内核-ls -l /proc/device-tree/gpio0_b0

如上，只是说明设备树已经配置好了，那么相关属性是否配置到内核呢？

ds18b20_gpio:gpio0_b0{compatible="ds18b20";ds18b20-gpios=<&gpio0 RK_PB0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;pinctrl-names="default";pinctrl-0=<&ds18b20_gpio_ctrl>;status="okay";};

执行：ls -l /proc/device-tree/gpio0_b0命令验证，如下：实际和自己在设备树中的配置对上了。

[root@RK356X:/sys/firmware/devicetree/base]# ls-l/proc/device-tree/gpio0_b0 total0-r--r--r--1root root8Apr2608:06compatible-r--r--r--1root root12Apr2608:06ds18b20-gpios-r--r--r--1root root9Apr2608:06name-r--r--r--1root root4Apr2608:06phandle-r--r--r--1root root4Apr2608:06pinctrl-0-r--r--r--1root root8Apr2608:06pinctrl-names-r--r--r--1root root5Apr2608:06status[root@RK356X:/sys/firmware/devicetree/base]#

4、验证申请的设备号-cat /proc/devices

在驱动源码中，申请设备号，参考资料：驱动-申请字符设备号

// 第一步骤:申请设备号ret=alloc_chrdev_region(&ds18b20->dev_num,0,1,"myds18b20");//通过动态方式进行设备号注册

查看设备号命令：cat /proc/devices，我们看到申请的字符设备号了。

5、验证申请的字符设备类-ls /sys/class/-ls /sys/class/sensors

如上源码，创建设备类：ds18b20->ds18b20_class = class_create(THIS_MODULE,"sensors");
那就看一下设备类是否生成：``ls /sys/class/`
参考资料：驱动-创建设备节点

继续看一下，字符设备类下面对应的软链接到哪一个设备，命令：ls -l /sys/class/sensors/

6、验证申请的字符设备 -ls -l /dev/-ls -l /dev/ds18b20

如上源码，创建设备类：

// 第五步，创建device device_create() - 创建设备节点ds18b20->ds18b20_device=device_create(ds18b20->ds18b20_class,NULL,ds18b20->dev_num,NULL,"ds18b20");//使用device_create进行设备的创建，设备名称为device_test

参考资料：驱动-创建设备节点

• 命令：ls -l /dev/查看当前设备: 如下结果，说明字符设备是创建成功了。
  

总结

• 配置设备树、gpio定义声明、pinctrl配置复用、字符设备、平台总线 这些基本知识点之前都学过，这里通过实际案例再次实操，务必掌握
• 务必在实际开发中，搞清楚开发流程，如果遇到问题知道怎么定位问题，然后分析问题