一、platform 设备驱动
Linux 系统要考虑到驱动的可重用性，因此提出了驱动的分离与分层这样的软件思路，在这个思路下诞生了platform 设备驱动，也叫做平台设备驱动。platform引入了总线(bus)、驱动(driver)和设备(device)模型。
1.1、platform 总线
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中。platform 总线是 bus_type 的一个具体实例，定义在文件 drivers/base/platform.c中
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。
1.2、platform 驱动
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;
};
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。当我们定义并初始化好 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 驱动框架如下所示：
/* 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");
1.3、platform 设备
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，而改用设备树去描述了。 platform_device 结构体定义在文件include/linux/platform_device.h 中
二、编写驱动
因为 Linux 下的驱动分离与分层，引出了总线、设备和驱动这样的驱动框架。从而 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。其中总线是 Linux 内核提供的，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 驱动编写只需要实现 platform_driver 即可。
2.1 修改设备树文件
ledtest{
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "ledtest";
pinctrl-names = "default";
linux,default-trigger = "input";
gpios = <&gpio 26 0>;
status = "okay";
};
2.2、LED 驱动修改
#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#define LEDDEV_CNT 1 /* 设备号长度 */
#define LEDDEV_NAME "ledtest" /* 设备名字 */
#define LEDOFF 0
#define LEDON 1
/* leddev设备结构体 */
struct leddev_dev{
dev_t devid; /* 设备号 */
struct cdev cdev; /* cdev */
struct class *class; /* 类 */
struct device *device; /* 设备 */
int major; /* 主设备号 */
struct device_node *node; /* LED设备节点 */
int led0; /* LED灯GPIO标号 */
};
struct leddev_dev leddev; /* led设备 */
/*
* @description : LED打开/关闭
* @param - sta : LEDON(0) 打开LED，LEDOFF(1) 关闭LED
* @return : 无
*/
void led0_switch(u8 sta)
{
if (sta == LEDON )
gpio_set_value(leddev.led0, 0);
else if (sta == LEDOFF)
gpio_set_value(leddev.led0, 1);
}
/*
* @description : 打开设备
* @param - inode : 传递给驱动的inode
* @param - filp : 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
* 一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
* @return : 0 成功;其他 失败
*/
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
filp->private_data = &leddev; /* 设置私有数据 */
return 0;
}
/*
* @description : 向设备写数据
* @param - filp : 设备文件，表示打开的文件描述符
* @param - buf : 要写给设备写入的数据
* @param - cnt : 要写入的数据长度
* @param - offt : 相对于文件首地址的偏移
* @return : 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
*/
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{
int retvalue;
unsigned char databuf[2];
unsigned char ledstat;
retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
if(retvalue < 0) {
printk("kernel write failed!\r\n");
return -EFAULT;
}
ledstat = databuf[0];
if (ledstat == LEDON) {
led0_switch(LEDON);
} else if (ledstat == LEDOFF) {
led0_switch(LEDOFF);
}
return 0;
}
/* 设备操作函数 */
static struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.write = led_write,
};
/*
* @description : flatform驱动的probe函数，当驱动与
* 设备匹配以后此函数就会执行
* @param - dev : platform设备
* @return : 0，成功;其他负值,失败
*/
static int led_probe(struct platform_device *dev)
{
printk("led driver and device was matched!\r\n");
/* 1、设置设备号 */
if (leddev.major) {
leddev.devid = MKDEV(leddev.major, 0);
register_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);
} else {
alloc_chrdev_region(&leddev.devid, 0, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);
leddev.major = MAJOR(leddev.devid);
}
/* 2、注册设备 */
cdev_init(&leddev.cdev, &led_fops);
cdev_add(&leddev.cdev, leddev.devid, LEDDEV_CNT);
/* 3、创建类 */
leddev.class = class_create(THIS_MODULE, LEDDEV_NAME);
if (IS_ERR(leddev.class)) {
return PTR_ERR(leddev.class);
}
/* 4、创建设备 */
leddev.device = device_create(leddev.class, NULL, leddev.devid, NULL, LEDDEV_NAME);
if (IS_ERR(leddev.device)) {
return PTR_ERR(leddev.device);
}
/* 5、初始化IO */
leddev.node = of_find_node_by_path("/ledtest");
if (leddev.node == NULL){
printk("ledtest node nost find!\r\n");
return -EINVAL;
}
leddev.led0 = of_get_named_gpio(leddev.node, "gpios", 0);
if (leddev.led0 < 0) {
printk("can't get gpios\r\n");
return -EINVAL;
}
gpio_request(leddev.led0, "led0");
gpio_direction_output(leddev.led0, 1); /* led0 IO设置为输出，默认高电平 */
return 0;
}
/*
* @description : platform驱动的remove函数，移除platform驱动的时候此函数会执行
* @param - dev : platform设备
* @return : 0，成功;其他负值,失败
*/
static int led_remove(struct platform_device *dev)
{
gpio_set_value(leddev.led0, 1); /* 卸载驱动的时候关闭LED */
cdev_del(&leddev.cdev); /* 删除cdev */
unregister_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT); /* 注销设备号 */
device_destroy(leddev.class, leddev.devid);
class_destroy(leddev.class);
return 0;
}
/* 匹配列表 */
static const struct of_device_id led_of_match[] = {
{
.compatible = "ledtest" },
{
/* Sentinel */ }
};
/* platform驱动结构体 */
static struct platform_driver led_driver = {
.driver = {
.name = "ledtest", /* 驱动名字，用于和设备匹配 */
.of_match_table = led_of_match, /* 设备树匹配表 */
},
.probe = led_probe,
.remove = led_remove,
};
/*
* @description : 驱动模块加载函数
* @param : 无
* @return : 无
*/
static int __init leddriver_init(void)
{
return platform_driver_register(&led_driver);
}
/*
* @description : 驱动模块卸载函数
* @param : 无
* @return : 无
*/
static void __exit leddriver_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&led_driver);
}
module_init(leddriver_init);
module_exit(leddriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zsx");
2.3、编写测试APP
测试 APP 使用https://blog.csdn.net/xxxx123041/article/details/120421290中的 App.c 即可。
三、运行测试
将编译出来的 led.ko文件拷贝到/lib/modules/5.10.17-v7l+/ 目录中，输入如下命令加载 led.ko 驱动模块：
sudo depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
sudo modprobe ledtest//加载驱动
dmesg //查看模块打印信息
驱动模块加载完成以后到/sys/bus/platform/drivers/目录下查看驱动是否存在，我们在leddriver.c 中设置 led_driver (platform_driver 类型)的 name 字段为“ ledtest”，因此会在/sys/bus/platform/drivers/目录下存在名为“ledtest”这个文件
同理，在/sys/bus/platform/devices/目录下也存在 led 的设备文件，也就是设备树中 ledtest这个节点