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platform机制以及分概念
1、分离概念
优点:
- 将所有设备挂接到一个虚拟的总线上,方便sysfs节点和设备电源的管理
- 使得驱动代码,具良好的扩展性和跨平台性,就不会因为新的平台而再次编写驱动
介绍:
分离就是在驱动中使用platform机制把硬件相关的代码(固定的,如板子的网卡、中断地址)和驱动(会根据程序做变动,如点哪一个灯)分离开来,即要编写两个文件:XXXdev.c和XXXdrv.c(platform设备和platform驱动)
2、platform机制
基本内容:
platform会存在/sys/bus/里面
如下图所示,platform目录下会有两个文件,分别是platform设备devices 和 platform驱动 drivers。
(1)device设备
挂接在platform总线下的设备,platform_device结构体类型
(2)driver驱动
挂接在platform总线下,是一个与某种设备相对的驱动,platform_driver结构体类型
(3)platform总线
是个全局变量,为platform_bus_type,属于虚拟设备总线,通过这个总线将设备和驱动联系起来,属于Linux中bus的一种,
该platform_bus_type的结构体定义如下所示:(位于drivers/base/platform.c)
struct bus_type platform_bus_type = { .name = "platform", //设备名称 .dev_attrs = platform_dev_attrs, //设备属性、含获取sys文件名,该总线会放在/sys/bus下 .match = platform_match, //匹配设备和驱动,匹配成功就调用driver的.match函数 .uevent = platform_uevent, //消息传递,比如热拔插操作 .suspend = platform_suspend, //电源管理的低功耗挂起 .suspend_late = platform_suspend_late, //电源管理的恢复、唤醒 .resume_early = platform_resume_early, .resume = platform_resume, };驱动和设备匹配图:
只有一方注册,就会调用platform_bus_type结构体里面的.match匹配函数,来找对方,来使总线将设备和驱动;成功就调用driver驱动结构体里的.probe函数。
3、实例---分析driver驱动:
我们以/drivers/input/keybord/gpio_keys.c内核自带的示例程序为例,
它的代码中只有driver驱动,因为是个示例程序,所以没有device硬件设备代码。
3.1 发现在gpio_keys.c中有一个全局变量driver驱动:
struct platform_driver gpio_keys_device_driver = { //定义一个platform_driver类型驱动 .probe = gpio_keys_probe, //设备的检测,当匹配成功就会调用这个函数(需要自己编写) .remove = __devexit_p(gpio_keys_remove), //删除设备(需要自己编写) .driver = { .name = "gpio-keys", //驱动名称,用来与设备名称匹配用的 } };
3.2 然后来找找这个gpio_keys_device_driver被谁调用
发现在驱动层init入口函数通过platform_driver_register()来注册driver驱动
在驱动层exit出口函数中通过platform_driver_unregister()函数来注销driver驱动
代码如下:
static int __init gpio_keys_init(void) //init出口函数 { return platform_driver_register(&gpio_keys_device_driver); //注册driver驱动 } static void __exit gpio_keys_exit(void) //exit出口函数 { platform_driver_unregister(&gpio_keys_device_driver); //注销driver驱动 }
3.3 我们进来platform_driver_register(),看它是如何注册driver的,注册到哪里?
platform_driver_register()函数如下:
int platform_driver_register(struct platform_driver *drv) { drv->driver.bus = &platform_bus_type; //(1)挂接到虚拟总线platform_bus_type上 if (drv->probe) drv->driver.probe = platform_drv_probe; if (drv->remove) drv->driver.remove = platform_drv_remove; if (drv->shutdown) drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown; if (drv->suspend) drv->driver.suspend = platform_drv_suspend; if (drv->resume) drv->driver.resume = platform_drv_resume; return driver_register(&drv->driver); //(2)注册带dirver目录下 }(1)挂接到虚拟总线platform_bus_type上,然后会调用platform_bus_type下的platform_match匹配函数,来匹配device和driver的名字,其中driver的名字如下图所示:
platform_match()函数如下所示:
static int platform_match(struct device * dev, struct device_driver * drv) { //找到所有的device设备 struct platform_device *pdev = container_of(dev, struct platform_device, dev); return (strncmp(pdev->name, drv->name, BUS_ID_SIZE) == 0);//找到BUS_ID_SIZE次 }
若名字匹配成功,则调用driver的.probe成员函数。
(2)然后放到/sys/bus/platform/driver目录下,其中driver_register()函数就是用来创建driver目录的。
4、使用platform机制,编写LED驱动层
首先创建设备文件和驱动文件:led_dev.c、led_drv.c
led_dev.c用来指定灯的引脚地址,当更换平台时,只需要修改这个就行
led_drv.c用来初始化灯以及如何控制灯的逻辑,当更换控制逻辑时,只需要修改这个就行
5 编写led_dev.c
5.1编写led_dev.c之前先来看看platform_device结构体和要使用的函数:
platform_device结构体如下:
struct platform_device { const char * name; //设备名称,要与platform_driver的name一样,这样总线才能匹配成功 u32 id; //id号,插入总线下相同name的设备编号(一个驱动可以有多个设备),如果只有一个设备填-1 struct device dev; //内嵌的具体的devices结构体,其中成员.release函数不可缺少 u32 num_resources; //资源数量 struct resource * resource; //资源结构体,保存设备的信息 };
其中resource资源结构体,如下:
struct resource { resource_size_t start; //起始资源,如果是地址的话,必须是物理地址 resource_size_t end; //结束资源,如果是地址的话,必须是物理地址 const char *name; //资源名 unsigned long flags; //资源的标志 //比如IORESOURCE_MEM,表示地址资源,IORESOURCE_IRQ代表中断引脚 struct resource *parent, *sibling, *child; };
要用的函数如下,在dev设备的入口出口函数中用到
int platform_device_register(struct platform_device * pdev) void platform_device_unregister(struct platform_device * pdev)
5.2 接下来写代码:
led_dev.c:
#include <linux/module.h> #include <linux/version.h> #include <linux/init.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/types.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/list.h> #include <linux/timer.h> #include <linux/init.h> #include <linux/serial_core.h> #include <linux/platform_device.h> /* 分配/设置/注册一个platform_device */ //资源数组,保存设备的信息 static struct resource led_resource[] = { [0] = { //led的寄存器GPFCON起始地址 .start = 0x56000050,//寄存器的起始物理地址,因为GOIO_CON和GPIO_DAT两个寄存器占八个字节,所以需要映射长八个字节 //led的寄存器GPFDAT结束地址 .end = 0x56000050 + 8 -1,//0x56000050,0x56000051,0x56000052,0x56000053,0x56000054,0x56000055,0x56000056,0x56000057,8个字节代表2个寄存器的空间 //表示地址资源 .flags = IORESOURCE_MEM, }, [1] = { //表示GPF第几个引脚开始 .start = 4,//哪一个引脚4、5、6(哪一位) //结束引脚 .end = 4, //表示中断资源 .flags = IORESOURCE_IRQ, //IORESOURCE_IRQ和IORESOURCE_IO都可以 } }; //释放函数 static void led_release(struct device *dev) { } //平台设备 static struct platform_device led_dev = { .name = "myled", //对应的platform_driver驱动的名字 .id = -1, //表示只有一个设备 .num_resources = ARRAY_SIZE(led_resource), //资源数量,ARRAY_SIZE()函数:获取数量 .resource = led_resource, //资源数组 .dev = { .release = led_release, //platform平台有一个device,device里面有一个release,必须向内核提供一个release函数 }, //否则卸载时,内核找不到该函数会报错 }; //入口函数,注册dev设备 static int led_dev_init(void) { platform_device_register(&led_dev);//注册平台设备,最终调用device_add return 0; } static void led_dev_exit(void) { platform_device_unregister(&led_dev);//卸载平台设备 } module_init(led_dev_init); module_exit(led_dev_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
6、编写led_drv.c
6.1 编写led_drv.c之前先来看看platform_driver结构体和要使用的函数:
struct platform_driver { int (*probe)(struct platform_device *); //查询设备的存在 int (*remove)(struct platform_device *); //删除 void (*shutdown)(struct platform_device *); int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state); int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state); int (*resume_early)(struct platform_device *); int (*resume)(struct platform_device *); struct device_driver driver; //内嵌的driver,其中的name成员要等于设备的名称才能匹配 }; int platform_driver_register(struct platform_driver *drv) //注册驱动 void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv) //卸载驱动 platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type,unsigned int num) //获取设备的某个资源,获取成功,则返回一个resource资源结构体 /* * 参数: * *dev:指向某个platform device设备 * typed:获取的资源类型 * num:type资源下的第几个数组 */
6.2 接下来开始写代码
led_drv.c:
/* 分配/设置/注册一个platform_driver */ #include <linux/module.h> #include <linux/version.h> #include <linux/init.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/irq.h> #include <linux/sched.h> #include <linux/pm.h> #include <linux/sysctl.h> #include <linux/proc_fs.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/platform_device.h> #include <linux/input.h> #include <linux/irq.h> #include <asm/uaccess.h> #include <asm/io.h> static int major; static struct class *cls; static volatile unsigned long *gpio_con; static volatile unsigned long *gpio_dat; static int pin; static int led_open(struct inode *inode, struct file *file) { //printk("first_drv_open\n"); /* 配置为输出 */ *gpio_con &= ~(0x3<<(pin*2)); *gpio_con |= (0x1<<(pin*2)); return 0; } static ssize_t led_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos) { int val; //printk("first_drv_write\n"); //用户程序传进来的值,怎样才能取得到,用户空间-》内核空间 copy_from_user(&val, buf, count); // copy_to user() if (val == 1) { //点灯 *gpio_dat &= ~(1<<pin); } else { //灭灯 *gpio_dat |= (1<<pin); } return 0; } static struct file_operations led_fops = { .owner = THIS_MODULE, /* 这是一个宏,推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */ //被使用时阻止模块被卸载 .open = led_open, .write = led_write, }; static int led_probe(struct platform_device *pdev) { /* *使用platform_get_resource()函数获取LED的地址和引脚,然后初始化LED,并注册字符设备和设备节点"led" */ struct resource *res; /* 根据platform_device的资源进行ipremap */ res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); //获得寄存器地址 gpio_con = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1); //获取虚拟地址 gpio_dat = gpio_con + 1; //指针加1,相当于加4,指向另一个寄存器 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0); //获得IRQ资源,第0个(在dev里面定义资源,在drv中获取资源) pin = res->start; //获取引脚值 /* 注册字符设备驱动程序 */ printk("led_probe, found led\n"); major=register_chrdev(0, "myled", &led_fops); cls = class_create(THIS_MODULE, "myled"); //在这个类下面再创建一个设备 class_device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "led"); /* /dev/led */ return 0; } //删除设备 static int led_remove(struct platform_device *pdev) { /* 卸载字符设备驱动程序 */ /* iounmap */ printk("led_remove, remove led\n"); class_device_destroy(cls, MKDEV(major, 0)); class_destroy(cls); unregister_chrdev(major, "myled"); iounmap(gpio_con); //注销虚拟地址 return 0; } struct platform_driver led_drv = { .probe = led_probe, //当与设备匹配,则调用此函数 .remove = led_remove, //删除设备 .driver = { .name = "myled", //当结构体中,drv的name和dev里面的name一致时,才会调用led_probe函数 } }; static int led_drv_init(void) { platform_driver_register(&led_drv); return 0; } static void led_drv_exit(void) { platform_driver_unregister(&led_drv); } module_init(led_drv_init); module_exit(led_drv_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
7、测试运行:
7.1 如下图,我们先挂载dev设备模块,它在platform/devices目录下生成一个"myled"设备
7.2 然后挂载drv驱动模块,同样在platform/drivers目录了下生成一个"myled"驱动,与devices目录下的"myled"设备匹配成功,进入.probe函数创建设备,接下来就可以使用应用程序来控制led灯了
7.3 卸载驱动时,也会进入.remove函数卸载设备