STM32MP157驱动开发——LED驱动（总线设备架构）
文章目录
- 概述
- 总线设备驱动
-
- 总线设备驱动模型
- 常用函数
-
- 注册/ 反注册
- 获得资源
- 程序步骤：
- LED 模板驱动程序的改造：总线设备驱动模型
-
- board_A_led.c
- chip_demo_gpio.c
- led_opr.h
- led_resource.h
- leddrv.c
- leddrv.h
- ledtest.c
- Makefile
- 编译测试
概述
为什么要引入总线设备架构？为了更好扩展和减少内核的臃肿
阅读博文：LED驱动（原始架构优化：分层/分离）——STM32MP157，我们可以利用分离的思想去写出比较通用的硬件操作代码，但是如果去写按键的驱动，需要定义按键资源的结构体，写lcd的驱动，也需要定义新的lcd资源的结构体，这样会导致内核定义了多个重复功能的结构体，能否用统一的结构体去定义GPIO、按键、lcd的资源呢？——利用总线设备架构，即只有一个结构体：platform_device 来定义所以设备的资源。
例如resources数组中就定义了led设备的所以资源，我们想要修改某个led设备节点所对应的引脚，就可以修改资源列表（数组）中的宏定义GROUP_PIN（）；
总线设备驱动
总线设备驱动模型
总线设备驱动模型
platform_driver结构体会匹配到对应的platform_device结构体，通过名字进行匹配
通过总线设备去管理platform_device和platform_driver两个结构体，即引入platform_device/platform_driver，将“资源”与“驱动”分离
在Linux 中实现“分离”：Bus/Dev/Drv 模型
虚拟总线有match函数去匹配，匹配成功则调用DRv->probe函数，操作硬件时需要从probe函数的参数（platform_device）里面获取硬件资源的寄存器
匹配规则
- 匹配有多个步骤，
- 先拿driver_override去匹配driver结构体里面的name，
- 再拿name匹配id_table数组里面的name【该数组展示能够匹配的设备】，
- 最后拿name匹配driver结构体里面的name
匹配时函数的调用关系
platform_device_register
platform_device_add
device_add
bus_add_device // 放入链表
bus_probe_device // probe 枚举设备，即找到匹配的(dev, drv)
device_initial_probe
__device_attach
bus_for_each_drv(...,__device_attach_driver,...)
__device_attach_driver
driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
driver_probe_device // 调用 drv 的 probe
platform_driver_register
__platform_driver_register
driver_register
bus_add_driver // 放入链表
driver_attach(drv)
bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);
__driver_attach
driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
driver_probe_device // 调用 drv 的 probe
常用函数
函数可查看内核源码：drivers/base/platform.c，根据函数名即可知道其含义
注册/ 反注册
platform_device_register/ platform_device_unregister
platform_driver_register/ platform_driver_unregister
platform_add_devices // 注册多个 device
总线设备架构需要调用三个注册函数（platform_device_register和platform_driver_register和register_chrdev），分别注册三个结构体（platform_device和platform_driver和file_operations）
获得资源
因为硬件操作与设备资源的代码分离，所以硬件操作需要获取设备资源时，可以调用以下几个函数
- 返回该 dev 中某类型(type)资源中的第几个(num)：
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
unsigned int type,
unsigned int num)
- 返回该 dev 所用的第几个(num)中断：
int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num)
- 通过名字(name)返回该 dev 的某类型(type)资源：
struct resource *platform_get_resource_byname(struct platform_device *dev,
unsigned int type,
const char *name)
- 通过名字(name)返回该 dev 的中断号：
int platform_get_irq_byname(struct platform_device *dev ， const char *name)
程序步骤：
- 分配/ 设置/ 注册
platform_device结构体
在里面定义所用资源，指定设备名字。 - 分配/ 设置/ 注册
platform_driver结构体
在其中的 probe 函数里，分配/设置/ 注册file_operations结构体，probe 函数里面主要完成两件事（记录资源和调用device_create）
并从platform_device 中确实所用硬件资源，
指定 platform_driver 的名字。
LED 模板驱动程序的改造：总线设备驱动模型
实现流程
资源用 platform_device 指定 、驱动在 platform_driver 实现。
board_A_led.c
#include chip_demo_gpio.c
#include led_opr.h
#ifndef _LED_OPR_H
#define _LED_OPR_H
struct led_operations {
int (*init) (int which); /* 初始化LED, which-哪个LED */
int (*ctl) (int which, char status); /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */
};
struct led_operations *get_board_led_opr(void);
#endif
led_resource.h
#ifndef _LED_RESOURCE_H
#define _LED_RESOURCE_H
/* GPIO3_0 */
/* bit[31:16] = group */
/* bit[15:0] = which pin */
#define GROUP(x) (x>>16)
#define PIN(x) (x&0xFFFF)
#define GROUP_PIN(g,p) ((g<<16) | (p))
#endif
leddrv.c
#include leddrv.h
#ifndef _LEDDRV_H
#define _LEDDRV_H
#include "led_opr.h"
void led_class_create_device(int minor);
void led_class_destroy_device(int minor);
void register_led_operations(struct led_operations *opr);
#endif /* _LEDDRV_H */
ledtest.c
#include \n" , argv[0]);
return -1;
}
/* 2. 打开文件 */
fd = open(argv[1], O_RDWR);
if (fd == -1)
{
printf("can not open file %s\n", argv[1]);
return -1;
}
/* 3. 写文件 */
if (0 == strcmp(argv[2], "on"))
{
status = 1;
write(fd, &status, 1);
}
else
{
status = 0;
write(fd, &status, 1);
}
close(fd);
return 0;
}
Makefile
# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH, 比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH, 比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
# 请参考各开发板的高级用户使用手册
KERN_DIR = /home/book/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4
all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
$(CROSS_COMPILE)gcc -o ledtest ledtest.c
clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order
rm -f ledtest
# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y := a.o b.o
# obj-m += ab.o
obj-m += leddrv.o chip_demo_gpio.o board_A_led.o
编译测试
在Makefile文件目录下执行make指令，此时，目录下有编译好的内核模块board_A_led.ko、chip_demo_gpio.ko、leddrv.ko和可执行程序ledtest ，移植到开发板上
注意：
- a.c 编译为 a.ko，里面定义了 func_a；如果它想让 b.ko 使用该函数，那么 a.c 里需要导出此函数(如果 a.c, b.c 都编进内核，则无需导出)：EXPORT_SYMBOL(led_device_create);并且，使用时要先加载 a.ko。如果先加载 b.ko，会有类似如下“Unknown symbol”的提示：
依次输入指令
//按顺序加载模块
insmod board_A_led.ko
insmod leddrv.ko
insmod chip_demo_gpio.ko
echo "7 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk //打开内核输出信息
ls /dev/my_led* //显示注册了的节点
./ledtest /dev/my_led0 on //打开
./ledtest /dev/my_led0 off //熄灭
如果要增加led的资源，则修改board_A_led.c文件，增加resources数组的成员，然后重新编译该文件为模块，再移植到开发板，先卸载原来的模块后加载新的模块，再运行新的设备节点
rmmod board_A_led.ko
insmod board_A_led.ko