驅動調試技巧點滴分享

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引言

作為一個算是合格的驅動工程師，總是有很多話想說。代碼看的多了總是有些小感悟。可能是吧。那就總結一下自己看的代碼的一些感悟和技巧。如何利用你看的這些代碼？如何體現在工作的調試中？

作為驅動工程師，主要的工作就是移植各種驅動，接觸各種硬體。接觸最多的就是dts、中斷、gpio、sysfs、proc fs。如何利用sysfs、proc fs及內核提供的接口為我們降低調試難度，快速解決問題呢？

註：部分代碼分析舉例基於linux-4.15。

如何利用dts？

首先我們關注的主要是兩點，gpio和irq。其他的選擇忽略。先展示一下我期望的gpio和irq的使用方法。dts如下:

device { rst-gpio = <&gpioc_ctl 10 OF_GPIO_ACTIVE_LOW>; irq-gpio = <&gpioc_ctl 11 0>; interrupts-extended = <&vic 11 IRQF_TRIGGER_RISING>; };}

對於以上的dts你應該再熟悉不過，當然這裡不是教你如何使用dts，而是關注gpio和irq最後一個數字可以如何利用。

例如rst-gpio的OF_GPIO_ACTIVE_LOW代表什麼意思呢？可以理解為低有效。什麼意思呢？舉個例子，正常情況下，我們需要一個gpio口控制燈，我們認為燈打開就是active狀態。

對於一個程式設計師來說，我們可以封裝一個函數，寫1就是打開燈，寫0就是關燈。但是對於硬體來說，變化的是gpio口的電平狀態。如果gpio輸出高電平燈亮，那麼這就是高有效。如果硬體設計是gpio輸出低電平燈亮，那麼就是低有效。對於一個軟體工程師來說，我們的期望是寫1就是亮燈，寫0就是關燈。

我可不管硬體工程師是怎麼設計的。我們可以認為dts是描述具體的硬體。因此對於驅動來說，硬體的這種變化，只需要修改dts即可。軟體不用任何修改。軟體可以如下實現：

int device_probe(struct platform_device *pdev){ rst_gpio = of_get_named_gpio_flags(np, &34;, 0, &flags); if (flags & OF_GPIO_ACTIVE_LOW) { struct gpio_desc *desc; desc = gpio_to_desc(rst_gpio); set_bit(FLAG_ACTIVE_LOW, &desc->flags); } irq = of_irq_get(np, 0); trigger_type = irq_get_trigger_type(irq); request_threaded_irq(irq, NULL, irq_handler, trigger_type, &34;, NULL);}

驅動按照以上代碼實現的話，如果修改中斷觸發類型或者電平有效狀態只需要修改dts即可。例如不同的IC復位電平是不一樣的，有的IC是高電平復位，有的IC卻是低電平復位。其實這就是一個電平有效狀態的例子。

如何調試gpio？

移植驅動階段或者調試階段的工程中，難免想知道當前gpio的電平狀態。當然很easy。萬用表戳上去不就行了。是啊！硬體工程師的思維。作為軟體工程師自然是要軟體的方法。下面介紹兩個api接口。自己摸索使用吧。點到為止。

static inline int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change);static inline int gpio_export_link(struct device *dev, const char *name, unsigned gpio);

在你的driver中調用以上api後，編譯下載。去/sys/class/gpio目錄看看有什麼發現。

如何調試irq？

調試的時候也難免會確定硬體是否產生中斷。我們該怎麼辦呢？也很easy。

cat /proc/interrupts

輸出信息不想多餘的介紹。看代碼去。根據輸出的irq num，假設是irq_num。請進入以下目錄。看看下面都有什麼文件。摸索這些文件可以為你調試帶來哪些方便。

cd /proc/irq/irq_num

dts和sysfs有什麼關聯 ？

曾經寫過一篇dts解析的文章http://www.wowotech.net/device_model/dt-code-file-struct-parse.html。最後一節其實說了一個很有意思的東西。但是僅僅是寥寥結尾。並沒有展開。因為他不關乎我寫的文章的的主題。但是，他卻和調試息息相關。

cd /sys/firmware/devicetree/base

該目錄的信息就是整個dts。將整個dts的節點以及屬性全部展現在sysfs中。他對我們的調試有什麼用呢？Let me tell you。如果你的項目非常的複雜，例如一套代碼兼容多種硬體配置。這些硬體配置的差異信息主要是依靠dts進行區分。當編譯kernel的時候，你發現你很難確定就是你用的是哪個dts。可能你就會憑藉自己多年的工作經驗去猜測。

是的，你的經驗很厲害。但是，如何確定你的dts信息是否添加到kernel使用的dts呢？我覺得你應該got it。就到這個目錄去查找是否包含你添加的ndoe和property。dts中有status屬性可以設置某個devicec是否使能。當你發現你的driver的probe沒有執行的時候，我覺得你就需要確定一遍status是不是「ok」、「okay」或者沒有這個屬性。

遠不止我所說的這個功能，還可以判斷當前的硬體是匹配哪個dts文件。你還不去探索一波源碼的設計與實現嗎？節點為什麼出現在某些目錄？為什麼有些節點的屬性cat卻是亂碼？就是亂碼，你沒看錯。至於為什麼。點到為止。

sysfs可以看出什麼貓膩？

sysfs有什麼用？sysfs可以看出device是否註冊成功、存在哪些device、driver是否註冊、device和driver是都匹配、device匹配的driver是哪個等等。先說第一項技能。deivce是否註冊。

就以i2c設備為例說明。/sys/bus/i2c/devices該目錄下面全是i2c總線下面的devices。如何確定自己的device是否註冊呢？首先你需要確定自己的device掛接的總線是哪個i2c（i2c0, i2c1…）。假設設備掛接i2c3，從地址假設0x55。那麼devices目錄只需要查看是否有3-0055目錄即可。

如何確定device是否匹配了驅動？

進入3-0055目錄，其實你可以看到driver的符號連結。如果沒有，那麼就是沒有driver。driver是否註冊如何確定呢？方法類似。/sys/bus/i2c/drivers目錄就是所有註冊的i2c driver。方法如上。不再列舉。

你以為就這些簡單的功能了嗎？其實不是，還有很多待你探討。主要是各種目錄之間的關係，device註冊會出現什麼目錄？那麼driver呢？各種符號連結會在哪些目錄？等等。

如何排查driver的probe沒有執行問題？

我想這類問題是移植過程中極容易出現的第一個攔路虎。這裡需要聲明一點。可能有些驅動工程師認為probe沒有執行就是driver沒有註冊成功。其實這兩個沒有半毛錢關係。probe是否執行只和device和driver的是否匹配成功有關。我們有什麼思路排查這類問題呢？主要排查方法可以如下。

1. 通過sysfs確定對應的device是否註冊成功。
2. 通過sysfs確定對應的driver是否註冊成功。
3. 通過sysfs中dts的展開信息得到compatible屬性的值，然後和driver的compatible進行對比。

如果發現device沒有註冊，如何確定問題。首先通過sysfs中dts展開文件查看是否有你添加的device信息。如果沒有的話，沒有device註冊就是正常的，去找到正確的dts添加正確的device信息。如果發現sysfs有device的dts信息。那麼就看看status屬性的值是不是ok的。

如果也是ok的。那麼就非常奇怪了。這種情況一般出現在kernel的device註冊路徑出錯了。曾經就有一個小夥伴提出問題，現象就是這樣。最後我幫他確定問題原因是dts章reg屬性的地址是0xc0。這是一個大於0x7f的值。在i2c總線註冊驅動的時候會解析當前總線下的所有device。然後註冊所有的從設備。就是這裡的地址檢查出了問題，因此這個device沒有註冊上。

如果發現driver沒有註冊，那麼去看看對應的Makefile是否參與編譯。如果參與了編譯，就查看log信息，是不是驅動註冊的時候有錯誤信息。

最後一點的compatible屬性的值只需要cat一下，然後compare即可, 不多說。

後記

sysfs還有很多的其他的調試信息可以查看。因此，我建議驅動工程師都應該掌握sysfs的使用和原理。看看代碼實現。我始終堅信只有更好地掌握技術的原理才能更好地利用技術。

文章內容不想展開。我告訴你的結果，你永遠記憶不深刻，而且我說的也不一定對。還是需要自己專研。我只是給你指條明路，剩下的就需要自己去走。最後說一句，代碼不會騙你，還會告訴你別人不能告訴你的。

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