根据总线-驱动-设备驱动模型,IIC、SPI、USB这样实实在在的总线是完全匹配的,但是要有一些外设是没法归结为具体的总线:比如定时器、RTC、LCD等。为此linux内核创造了一个虚拟的总线:platform总线。
方便开发,linux提出了驱动分离与分层。
进一步引出了驱动-总线-设备驱动模型,或者框架。
对于SOC内部的RTC,timer等等不好归结为具体的总线,为此linux内核提出了一个虚拟总线:platform总线,platform设备和platform驱动。
Linux系统内核使用bus_type 结构体表示总线,此结构体定义在文件 include/linux/device.h,bus_type 结构体内容如下
struct bus_type {
const char *name; /* 总线名字 */
const char *dev_name;
struct device *dev_root;
struct device_attribute *dev_attrs; /* use dev_groups instead */
const struct attribute_group **bus_groups; /* 总线属性 */
const struct attribute_group **dev_groups; /* 设备属性 */
const struct attribute_group **drv_groups; /* 驱动属性 */
int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);
int (*probe)(struct device *dev);
int (*remove)(struct device *dev);
void (*shutdown)(struct device *dev);
int (*online)(struct device *dev);
int (*offline)(struct device *dev);
int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);
int (*resume)(struct device *dev);
const struct dev_pm_ops *pm;
const struct iommu_ops *iommu_ops;
struct subsys_private *p;
struct lock_class_key lock_key;
};
platform 总线是 bus_type 的一个具体实例,定义在文件 drivers/base/platform.c, platform 总线定义如下:
struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_groups = platform_dev_groups,
.match = platform_match,
.uevent = platform_uevent,
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};
platform_bus_type 就是 platform 平台总线,其中 platform_match 就是匹配函数。
驱动和设备是如何匹配的, platform_match 函数定义在文件 drivers/base/platform.c 中,函数内容如下所示
static int platform_match(struct device *dev,
struct device_driver *drv)
{
struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
/* When driver_override is set, only bind to the matching driver */
if (pdev->driver_override)
return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name);
/* Attempt an OF style match first */
if (of_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try ACPI style match */
if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try to match against the id table */
if (pdrv->id_table)
return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
/* fall-back to driver name match */
return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
}
驱动和设备的匹配有四种方法 :
根据前面的分析,驱动和设备匹配是通过bus->match函数,platform总线下的match函数就是:platform_match。
platform_match
-> of_driver_match_device,设备树
-> acpi_driver_match_device ACPI类型的
-> platform_match_id 根据platform_driver-> id_table
-> strcmp(pdev->name, drv->name) //最终的就是比较字符串,就是platform_device->name,和platform_driver->driver->name。无设备树情况下使用。
1、有设备树的时候:
of_driver_match_device
-> of_match_device(drv->of_match_table, dev) //of_match_table非常重要,
类型为of_device_id。
//compatible属性
platform_driver 结构体表示platform驱 动,此结构体定义在文件include/linux/platform_device.h中
struct platform_driver {
int (*probe)(struct platform_device *);
int (*remove)(struct platform_device *);
void (*shutdown)(struct platform_device *);
int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
int (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;
const struct platform_device_id *id_table;
bool prevent_deferred_probe;
};
第 2 行, probe 函数,当驱动与设备匹配成功以后 probe 函数就会执行
第 7 行, driver 成员,为 device_driver 结构体变量, Linux 内核里面大量使用到了面向对象的思维, device_driver 相当于基类,提供了最基础的驱动框架。 plaform_driver 继承了这个基类,然后在此基础上又添加了一些特有的成员变量。
使用platform_driver_register向内核注册platform驱动。
platform_driver_register
-> __platform_driver_register (platform_driver)
-> 设置driver的probe为platform_drv_probe, //如果platform_driver的
// probe函数有效的话。
-> driver_register
->执行device_drive->probe,对于platform总线,也就是platform_drv_probe函数。而platform_drv_probe函数会执行platform_driver下的probe函数。
结论:向内核注册platform驱动的时候,如果驱动和设备匹配成功,最终会执行platform_driver的probe函数。
在编写 platform 驱动的时候,首先定义一个 platform_driver 结构体变量,然后实现结构体中的各个成员变量,重点是实现匹配方法以及 probe 函数。当驱动和设备匹配成功以后 probe函数就会执行,具体的驱动程序在 probe 函数里面编写,比如字符设备驱动等等。
**定义并初始化好 platform_driver 结构体变量以后,需要在驱动入口函数里面调用platform_driver_register 函数向 Linux 内核注册一个 platform 驱动 **
platform_driver_register 函数原型如下所示:
int platform_driver_register (struct platform_driver *driver)
函数参数和返回值含义如下:
driver:要注册的 platform 驱动。
返回值: 负数,失败; 0,成功。
通过 platform_driver_unregister 函数卸载 platform 驱动,platform_driver_unregister 函数原型如下:
void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)
函数参数和返回值含义如下:
drv:要卸载的 platform 驱动。
返回值: 无。
/* 设备结构体 */
struct xxx_dev{
struct cdev cdev;
/* 设备结构体其他具体内容 */
};
struct xxx_dev xxxdev; /* 定义个设备结构体变量 */
static int xxx_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
/* 函数具体内容 */
return 0;
}
static ssize_t xxx_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
/* 函数具体内容 */
return 0;
}
/* 字符设备驱动操作集 */
static struct file_operations xxx_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = xxx_open,
.write = xxx_write,
};
/*
* platform 驱动的 probe 函数
* 驱动与设备匹配成功以后此函数就会执行
*/
static int xxx_probe(struct platform_device *dev)
{
......
cdev_init(&xxxdev.cdev, &xxx_fops); /* 注册字符设备驱动 */
/* 函数具体内容 */
return 0;
}
static int xxx_remove(struct platform_device *dev)
{
......
cdev_del(&xxxdev.cdev);/* 删除 cdev */
/* 函数具体内容 */
return 0;
}
/* 匹配列表 */
static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {
{ .compatible = "xxx-gpio" },
{ /* Sentinel */ }
};
/*platform 平台驱动结构体*/
static struct platform_driver xxx_driver = {
.driver = {
.name = "xxx",
.of_match_table = xxx_of_match,
},
.probe = xxx_probe,
.remove = xxx_remove,
};
/* 驱动模块加载 */
static int __init xxxdriver_init(void)
{
return platform_driver_register(&xxx_driver);
}
/* 驱动模块卸载 */
static void __exit xxxdriver_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&xxx_driver);
}
module_init(xxxdriver_init);
module_exit(xxxdriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("kaka");
platform_device 这个结构体表示 platform 设备,如果内核支持设备树的话就不要再使用 platform_device 来描述设备了,改用设备树去描述 。
platform_device 结构体定义在文件include/linux/platform_device.h 中,结构体内容如下:
struct platform_device {
const char *name;
int id;
bool id_auto;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource *resource;
const struct platform_device_id *id_entry;
char *driver_override; /* Driver name to force a match */
/* MFD cell pointer */
struct mfd_cell *mfd_cell;
/* arch specific additions */
struct pdev_archdata archdata;
};
name 表示设备名字,要和所使用的 platform 驱动的 name 字段相同,否则的话设=备就无法匹配到对应的驱动。比如对应的 platform 驱动的 name 字段为“xxx-gpio”,那么此 name字段也要设置为“xxx-gpio”。
num_resources 表示资源数量,一般为resource 资源的大小。
resource 表示资源,也就是设备信息,比如外设寄存器等。 Linux 内核使用 resource结构体表示资源, resource 结构体内容如下:
struct resource {
resource_size_t start;
resource_size_t end;
const char *name;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};
1、无设备树的时候,此时需要驱动开发人员编写设备注册文件,使用platform_device_register函数注册设备。
2,有设备树,修改设备树的设备节点即可。
当设备与platform的驱动匹配以后,就会执行platform_driver->probe函数。
使用 platform_device_register 函数将设备信息注册到 Linux 内核中,此函数原型如下所示:
int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
函数参数和返回值含义如下:
pdev:要注册的 platform 设备。
返回值: 负数,失败; 0,成功。
通过 platform_device_unregister 函数注销掉相应的 platform设备, platform_device_unregister 函数原型如下:
void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)
函数参数和返回值含义如下:
pdev:要注销的 platform 设备。
返回值: 无。
/* 寄存器地址定义*/
#define PERIPH1_REGISTER_BASE (0X20000000) /* 外设 1 寄存器首地址 */
#define PERIPH2_REGISTER_BASE (0X020E0068) /* 外设 2 寄存器首地址 */
#define REGISTER_LENGTH
/* 资源
数组 xxx_resources 表示设备资源,一共有两个资源,分别为设备外设 1 和外设 2 的寄存器信息。
*/
static struct resource xxx_resources[] = {
[0] = {
.start = PERIPH1_REGISTER_BASE,
.end = (PERIPH1_REGISTER_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = PERIPH2_REGISTER_BASE,
.end = (PERIPH2_REGISTER_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
};
/* platform 设备结构体 */
static struct platform_device xxxdevice = {
.name = "xxx-gpio", // name 字段要和所使用的驱动中的 name 字段一致
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(xxx_resources), //num_resources 表示资源大小,其实就是数组 xxx_resources的元素数量,
.resource = xxx_resources,
};
/* 设备模块加载 */
static int __init xxxdevice_init(void)
{
return platform_device_register(&xxxdevice);
}
/* 设备模块注销 */
static void __exit xxx_resourcesdevice_exit(void)
{
platform_device_unregister(&xxxdevice);
}
module_init(xxxdevice_init);
module_exit(xxxdevice_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
当 Linux 内核支持了设备树以后就不需要用户手动去注册 platform 设备了。因为设备信息都放到了设备树中去描述,Linux 内核启动的时候会从设备树中读取设备信息,然后将其组织成 platform_device 形式
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/* 寄存器物理地址 */
#define CCM_CCGR1_BASE (0X020C406C)
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE (0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE (0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE (0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE (0X0209C004)
#define REGISTER_LENGTH 4
void leddevice_release(struct device *dev)
{
printk("leddevice release\r\n");
}
static struct resource led_resources[] = {
[0] = {
.start = CCM_CCGR1_BASE,
.end = CCM_CCGR1_BASE + REGISTER_LENGTH - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM, // IORESOURCE_MEM 资源
},
[1] = {
.start = SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE,
.end = SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE + REGISTER_LENGTH - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[2] = {
.start = SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE,
.end = SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE + REGISTER_LENGTH - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[3] = {
.start = GPIO1_DR_BASE,
.end = GPIO1_DR_BASE + REGISTER_LENGTH - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[4] = {
.start = GPIO1_GDIR_BASE,
.end = GPIO1_GDIR_BASE + REGISTER_LENGTH - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
};
static struct platform_device leddevice = {
.name = "imx6ull-led", //设备和驱动匹配
.id = -1,
.dev = {
.release = leddevice_release,
},
.num_resources = ARRAY_SIZE(led_resources),
.resource = led_resources, // led_resources 数组,也就是设备资源,描述了 LED 所要使用到的寄存器信息,
};
/*
设备加载
*/
static int __init leddevice_init(void)
{
/* 注册platform设备 */
return platform_device_register(&leddevice);
}
/*
设备卸载
*/
static void __exit leddevice_exit(void)
{
platform_device_unregister(&leddevice);
}
module_init(leddevice_init);
module_exit(leddevice_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define PLATFORM_NAME "platled"
#define PLATFORM_COUNT 1
/* 地址映射后的虚拟地址指针 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO03;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO03;
static void __iomem *GPIO1_DR;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;
#define LEDOFF 0 /* 关闭 */
#define LEDON 1 /* 打开 */
/* LED设备结构体 */
struct newchrled_dev{
struct cdev cdev; /* 字符设备 */
dev_t devid; /* 设备号 */
struct class *class; /* 类 */
struct device *device; /* 设备 */
int major; /* 主设备号 */
int minor; /* 次设备号 */
};
struct newchrled_dev newchrled; /* led设备 */
/* LED灯打开/关闭 */
static void led_switch(u8 sta)
{
u32 val = 0;
if(sta == LEDON) {
val = readl(GPIO1_DR);
val &= ~(1 << 3); /* bit3清零,打开LED灯 */
writel(val, GPIO1_DR);
} else if(sta == LEDOFF) {
val = readl(GPIO1_DR);
val |= (1 << 3); /* bit3清零,打开LED灯 */
writel(val, GPIO1_DR);
}
}
static int newchrled_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &newchrled;
return 0;
}
static int newchrled_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct newchrled_dev *dev = (struct newchrled_dev*)filp->private_data;
return 0;
}
static ssize_t newchrled_write(struct file *filp, const char __user *buf,
size_t count, loff_t *ppos)
{
int retvalue;
unsigned char databuf[1];
retvalue = copy_from_user(databuf, buf, count);
if(retvalue < 0) {
printk("kernel write failed!\r\n");
return -EFAULT;
}
/* 判断是开灯还是关灯 */
led_switch(databuf[0]);
return 0;
}
static const struct file_operations newchrled_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.write = newchrled_write,
.open = newchrled_open,
.release= newchrled_release,
};
// probe 函数,当设备和驱动匹配以后此函数就会执行
static int led_probe(struct platform_device *dev)
{
int i = 0;
struct resource *ledsource[5];
int ret = 0;
unsigned int val = 0;
//printk("led driver proe\r\n");
/* 初始化LED,字符设备驱动 */
/* 1,从设备中获取资源 */
for(i=0; i < 5; i++) {
ledsource[i] = platform_get_resource(dev, IORESOURCE_MEM, i);
if (ledsource[i] == NULL)
return -EINVAL;
}
/* 内存映射 */
/* 1,初始化LED灯,地址映射 */
IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(ledsource[0]->start, resource_size(ledsource[0]));
SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(ledsource[1]->start, resource_size(ledsource[1]));
SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(ledsource[2]->start, resource_size(ledsource[2]));
GPIO1_DR = ioremap(ledsource[3]->start, resource_size(ledsource[3]));
GPIO1_GDIR = ioremap(ledsource[4]->start, resource_size(ledsource[4]));
/* 2,初始化 */
val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
val &= ~(3 << 26); /* 先清除以前的配置bit26,27 */
val |= 3 << 26; /* bit26,27置1 */
writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);
writel(0x5, SW_MUX_GPIO1_IO03); /* 设置复用 */
writel(0X10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03); /* 设置电气属性 */
val = readl(GPIO1_GDIR);
val |= 1 << 3; /* bit3置1,设置为输出 */
writel(val, GPIO1_GDIR);
val = readl(GPIO1_DR);
val |= (1 << 3); /* bit3置1,关闭LED灯 */
writel(val, GPIO1_DR);
newchrled.major = 0; /* 设置为0,表示由系统申请设备号 */
/* 2,注册字符设备 */
if(newchrled.major){ /* 给定主设备号 */
newchrled.devid = MKDEV(newchrled.major, 0);
ret = register_chrdev_region(newchrled.devid, PLATFORM_COUNT, PLATFORM_NAME);
} else { /* 没有给定主设备号 */
ret = alloc_chrdev_region(&newchrled.devid, 0, PLATFORM_COUNT, PLATFORM_NAME);
newchrled.major = MAJOR(newchrled.devid);
newchrled.minor = MINOR(newchrled.devid);
}
if(ret < 0) {
printk("newchrled chrdev_region err!\r\n");
goto fail_devid;
}
printk("newchrled major=%d, minor=%d\r\n", newchrled.major, newchrled.minor);
/* 3,注册字符设备 */
newchrled.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&newchrled.cdev, &newchrled_fops);
ret = cdev_add(&newchrled.cdev, newchrled.devid, PLATFORM_COUNT);
if(ret < 0) {
goto fail_cdev;
}
/* 4,自动创建设备节点 */
newchrled.class = class_create(THIS_MODULE, PLATFORM_NAME);
if (IS_ERR(newchrled.class)) {
ret = PTR_ERR(newchrled.class);
goto fail_class;
}
newchrled.device = device_create(newchrled.class, NULL,
newchrled.devid, NULL, PLATFORM_NAME);
if (IS_ERR(newchrled.device)) {
ret = PTR_ERR(newchrled.device);
goto fail_device;
}
return 0;
fail_device:
class_destroy(newchrled.class);
fail_class:
cdev_del(&newchrled.cdev);
fail_cdev:
unregister_chrdev_region(newchrled.devid, PLATFORM_COUNT);
fail_devid:
return ret;
}
//remobe 函数,当卸载 platform 驱动的时候此函数就会执行
static int led_remove(struct platform_device *dev)
{
unsigned int val = 0;
printk("led driver remove\r\n");
val = readl(GPIO1_DR);
val |= (1 << 3); /* bit3清零,打开LED灯 */
writel(val, GPIO1_DR);
/* 1,取消地址映射 */
iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
iounmap(GPIO1_DR);
iounmap(GPIO1_GDIR);
/* 1,删除字符设备 */
cdev_del(&newchrled.cdev);
/* 2,注销设备号 */
unregister_chrdev_region(newchrled.devid, PLATFORM_COUNT);
/* 3,摧毁设备 */
device_destroy(newchrled.class, newchrled.devid);
/* 4,摧毁类 */
class_destroy(newchrled.class);
return 0;
}
/*
platform驱动结构体
*/
static struct platform_driver led_driver = {
.driver = {
.name = "imx6ull-led", /* 驱动名字,用于和设备匹配 */
},
.probe = led_probe,
.remove = led_remove,
};
/*
驱动加载
*/
static int __init leddriver_init(void)
{
/* 注册platform驱动 */
return platform_driver_register(&led_driver);
}
/*
驱动卸载
*/
static void __exit leddriver_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&led_driver);
}
module_init(leddriver_init);
module_exit(leddriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*
*argc:应用程序参数个数
*argv[]:具体的参数内容,字符串形式
*./platledApp <0:1> 0表示关灯,1表示开灯
* ./platledApp /dev/platled 0 关灯
* ./platledApp /dev/platled 1 开灯
*/
#define LEDOFF 0
#define LEDON 1
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, retvalue;
char *filename;
unsigned char databuf[1];
if(argc != 3) {
printf("Error Usage!\r\n");
return -1;
}
filename = argv[1];
fd = open(filename, O_RDWR);
if(fd < 0) {
printf("file %s open failed!\r\n", filename);
return -1;
}
databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 将字符转换为数字 */
retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
if(retvalue < 0) {
printf("LED Control Failed!\r\n");
close(fd);
return -1;
}
close(fd);
return 0;
}
①、编译驱动程序
KERNELDIR := /home/kaka/linux/IMX6ULL/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := leddevice.o leddriver.o
build: kernel_modules
kernel_modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
输入如下命令编译出驱动模块文件:
make -j32
编译成功以后就会生成一个名为“leddevice.ko leddriver.ko”的驱动模块文件。
②、编译测试 APP
arm-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp
将编译出来的leddevice.ko 、 leddriver.ko 和 ledApp 拷贝到rootfs/lib/modules/4.1.15目录中 ,输入如下命令
加载 leddevice.ko 设备模块和 leddriver.ko 这个驱动模块。
depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe leddevice.ko //加载设备模块
modprobe leddriver.ko //加载驱动模块
根文件系统中/sys/bus/platform/目录下保存着当前板子 platform 总线下的设备和驱动,其中devices 子目录为 platform 设备, drivers 子目录为 plartofm 驱动。
查看/sys/bus/platform/devices/目录,看一下驱动是否存在
/lib/modules/4.1.15 # ls /sys/bus/platform/devices/imx6ul
imx6ul-pinctrl/ imx6ul-tsc/ imx6ull-led/
查看/sys/bus/platform/drivers/目录,看一下驱动是否存在
/lib/modules/4.1.15 # ls /sys/bus/platform/drivers/imx6ul
imx6ul-pinctrl/ imx6ul-tsc/ imx6ull-led/
驱动和设备匹配成功以后测试 LED 灯驱动了,输入如下命令打开 LED 灯:
./ledApp /dev/platled 1 / /打开 LED 灯
在输入如下命令关闭 LED 灯:
./ledApp /dev/platled 0 //关闭 LED 灯
观察一下 LED 灯能否打开和关闭,如果可以的话就说明驱动工作正常,如果要卸载驱动的话输入如下命令即可:
rmmod leddevice.ko
rmmod leddriver.ko
Linux 下的驱动分离与分层,以及总线、设备和驱动这样的驱动框架。基于总线、设备和驱动这样的驱动框架, Linux 内核提出来 platform 这个虚拟总线,相应的也有 platform 设备和 platform 驱动。
最新的 Linux 内核已经支持了设备树,如何在设备树下编写 platform 驱动?
platform 驱动框架分为总线、设备和驱动,其中总线不需要去管理,这个是 Linux 内核提供的,编写驱动的时候只要关注于设备和驱动的具体实现即可。
在没有设备树的 Linux 内核下,需要分别编写并注册 platform_device 和 platform_driver,分别代表设备和驱动。
在使用设备树的时候,设备的描述被放到了设备树中,因此 platform_device 就不需要去编写了,只需要实现 platform_driver 即可。
要先在设备树中创建设备节点来描述设备信息,重点是要设置好 compatible属性的值,因为 platform 总线需要通过设备节点的 compatible 属性值来匹配驱动
编写如下设备节点来描述 LED 这个设备:
gpioled {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "atkalpha-gpioled";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;
led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
status = "okay";
};
compatible 属性值为“atkalpha-gpioled”,写 platform驱动的时of_match_table 属性表中要有“atkalpha-gpioled”
用设备树的时候 platform 驱动会通过 of_match_table 来保存兼容性值,platform 驱动中 platform_driver 就可以按照如下所示设置:
struct of_device_id led_of_match[] = {
{.compatible = "alientek,gpioled"}, /* 兼容属性 */
{ /* sentinel */ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, led_of_match);
struct platform_driver led_driver = {
.driver = {
.name = "imx6ull-led", /* 无设备树和设备进行匹配,驱动名字 */
.of_match_table = led_of_match, /* 设备树匹配表 */
},
.probe = led_probe,
.remove = led_remove,
};
compatible 值为“atkalpha-gpioled”,驱动中的 compatible 属性和设备中的 compatible 属性相匹配,因此驱动中对应的 probe 函数就会执行。在编写 of_device_id 的时候最后一个元素一定要为空!
通过 MODULE_DEVICE_TABLE 声明一下 leds_of_match 这个设备匹配表。
设置 platform_driver 中的 of_match_table 匹配表为上面创建的 leds_of_match
当驱动和设备匹配成功以后就会执行 probe 函数。需要在 probe 函数里面执行字符设备驱动初始化,当注销驱动模块的时候 remove 函数就会执行。
#include
#include
#include
#include
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#define GPIOLED_CNT 1
#define GPIOLED_NAME "dtsplatled"
#define LEDOFF 0
#define LEDON 1
/* gpioled设备结构体 */
struct gpioled_dev{
dev_t devid;
int major;
int minor;
struct cdev cdev;
struct class *class;
struct device *device;
struct device_node *nd;
int led_gpio;
};
struct gpioled_dev gpioled; /* LED */
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &gpioled;
return 0;
}
static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf,
size_t count, loff_t *ppos)
{
int ret;
unsigned char databuf[1];
struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;
ret = copy_from_user(databuf, buf, count);
if(ret < 0) {
return -EINVAL;
}
if(databuf[0] == LEDON) {
gpio_set_value(dev->led_gpio, 0);
} else if(databuf[0] == LEDOFF) {
gpio_set_value(dev->led_gpio, 1);
}
return 0;
}
/* 操作集 */
static const struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.write = led_write,
.open = led_open,
.release = led_release,
};
static int led_probe(struct platform_device *dev)
{
printk("led probe\r\n");
int ret = 0;
/* 注册字符设备驱动 */
gpioled.major = 0;
if(gpioled.major) { /* 给定主设备号 */
gpioled.devid = MKDEV(gpioled.major, 0);
register_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);
} else { /* 没给定设备号 */
alloc_chrdev_region(&gpioled.devid, 0, GPIOLED_CNT, GPIOLED_NAME);
gpioled.major = MAJOR(gpioled.devid);
gpioled.minor = MINOR(gpioled.devid);
}
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, &led_fops);
/* 3,添加cdev */
cdev_add(&gpioled.cdev, gpioled.devid, GPIOLED_CNT);
/* 4、创建类 */
gpioled.class = class_create(THIS_MODULE, GPIOLED_NAME);
if(IS_ERR(gpioled.class)) {
return PTR_ERR(gpioled.class);
}
/* 5,创建设备 */
gpioled.device = device_create(gpioled.class, NULL, gpioled.devid, NULL, GPIOLED_NAME);
if(IS_ERR(gpioled.device)) {
return PTR_ERR(gpioled.device);
}
/* 1,获取设备节点 */
#if 0
gpioled.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");
if(gpioled.nd == NULL) {
ret = -EINVAL;
goto fail_findnode;
}
#endif
gpioled.nd = dev->dev.of_node;
/* 2, 获取LED所对应的GPIO */
gpioled.led_gpio = of_get_named_gpio(gpioled.nd, "led-gpios", 0);
if(gpioled.led_gpio < 0) {
printk("can't find led gpio\r\n");
ret = -EINVAL;
goto fail_findnode;
}
printk("led gpio num = %d\r\n", gpioled.led_gpio);
/* 3,申请IO */
ret = gpio_request(gpioled.led_gpio, "led-gpio");
if (ret) {
printk("Failed to request the led gpio\r\n");
ret = -EINVAL;
goto fail_findnode;
}
/* 4,使用IO,设置为输出 */
ret = gpio_direction_output(gpioled.led_gpio, 1);
if (ret) {
goto fail_setoutput;
}
/* 5,输出底电平,点亮LED灯*/
gpio_set_value(gpioled.led_gpio, 0);
return 0;
fail_setoutput:
gpio_free(gpioled.led_gpio);
fail_findnode:
return ret;
}
static int led_remove(struct platform_device *dev)
{
printk("led remove\r\n");
/* 关灯 */
gpio_set_value(gpioled.led_gpio, 1);
/* 注销字符设备驱动 */
cdev_del(&gpioled.cdev);
unregister_chrdev_region(gpioled.devid, GPIOLED_CNT);
device_destroy(gpioled.class, gpioled.devid);
class_destroy(gpioled.class);
/* 释放IO */
gpio_free(gpioled.led_gpio);
return 0;
}
struct of_device_id led_of_match[] = {
{.compatible = "alientek,gpioled"},
{ /* sentinel */ },
};
struct platform_driver led_driver = {
.driver = {
.name = "imx6ull-led", /* 无设备树和设备进行匹配,驱动名字 */
.of_match_table = led_of_match, /* 设备树匹配表 */
},
.probe = led_probe,
.remove = led_remove,
};
/*
驱动加载
*/
static int __init leddriver_init(void)
{
return platform_driver_register(&led_driver);
}
/*
驱动卸载
*/
static void __exit leddriver_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&led_driver);
}
module_init(leddriver_init);
module_exit(leddriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
/*
*argc:应用程序参数个数
*argv[]:具体的参数内容,字符串形式
*./platledApp <0:1> 0表示关灯,1表示开灯
* ./platledApp /dev/platled 0 关灯
* ./platledApp /dev/platled 1 开灯
*/
#define LEDOFF 0
#define LEDON 1
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd, retvalue;
char *filename;
unsigned char databuf[1];
if(argc != 3) {
printf("Error Usage!\r\n");
return -1;
}
filename = argv[1];
fd = open(filename, O_RDWR);
if(fd < 0) {
printf("file %s open failed!\r\n", filename);
return -1;
}
databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 将字符转换为数字 */
retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
if(retvalue < 0) {
printf("LED Control Failed!\r\n");
close(fd);
return -1;
}
close(fd);
return 0;
}
①、编译驱动程序
KERNELDIR := /home/kaka/linux/IMX6ULL/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := leddriver.o
build: kernel_modules
kernel_modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
输入如下命令编译出驱动模块文件:
make -j32
编译成功以后就会生成一个名为“leddriver.ko”的驱动模块文件。
②、编译测试 APP
arm-linux-gnueabihf-gcc ledApp.c -o ledApp
将编译出来的 leddriver.ko 和 ledApp 拷贝到rootfs/lib/modules/4.1.15目录中 ,输入如下命令
加载 leddriver.ko 这个驱动模块。
depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe leddriver.ko //加载驱动模块
根文件系统中/sys/bus/platform/目录下保存着当前板子 platform 总线下的设备和驱动,其中devices 子目录为 platform 设备, drivers 子目录为 plartofm 驱动。
查看/sys/bus/platform/devices/目录,看一下驱动是否存在
/lib/modules/4.1.15 # ls /sys/bus/platform/devices/imx6ul
imx6ul-pinctrl/ imx6ul-tsc/ imx6ull-led/
查看/sys/bus/platform/drivers/目录,看一下驱动是否存在
/lib/modules/4.1.15 # ls /sys/bus/platform/drivers/imx6ul
imx6ul-pinctrl/ imx6ul-tsc/ imx6ull-led/
驱动和设备匹配成功以后测试 LED 灯驱动了,输入如下命令打开 LED 灯:
./ledApp /dev/platled 1 / /打开 LED 灯
在输入如下命令关闭 LED 灯:
./ledApp /dev/platled 0 //关闭 LED 灯
观察一下 LED 灯能否打开和关闭,如果可以的话就说明驱动工作正常,如果要卸载驱动的话输入如下命令即可:
rmmod leddevice.ko
rmmod leddriver.ko