嵌入式 | Linux 下的 platform 驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)模板

公眾號(hào)：嵌入式攻城獅（ID：andyxi_linux）

作者：安迪西

本文介紹如何使用platform驅(qū)動(dòng)框架來(lái)編寫一個(gè)LED燈驅(qū)動(dòng)，采用自定義platform_device的方式來(lái)編寫LED的設(shè)備信息。需要編寫一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊（platform驅(qū)動(dòng)程序）和一個(gè)設(shè)備模塊（platform設(shè)備信息）。當(dāng)這兩個(gè)模塊都加載成功后就會(huì)匹配成功，然后platform驅(qū)動(dòng)模塊中的probe函數(shù)就會(huì)執(zhí)行

1. platform設(shè)備程序編寫

platform設(shè)備信息框架如下圖所示

新建設(shè)備文件leddevice.c，并根據(jù)上面的框架圖，編寫設(shè)備信息程序

/* 寄存器地址定義 */
#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
/* 釋放 flatform 設(shè)備模塊 */
static void led_release(struct device *dev) {
 printk("led device released!rn");
}
/* 設(shè)備資源信息，即LED0所使用的所有寄存器 */
static struct resource led_resources[] = {
 [0] = {
  .start = CCM_CCGR1_BASE,
  .end = (CCM_CCGR1_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),
  .flags = IORESOURCE_MEM,
 },
 [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,
 },
};
/* platform 設(shè)備結(jié)構(gòu)體 */
static struct platform_device leddevice = {
 .name = "imx6ul-led",
 .id = -1,
 .dev = {
  .release = &led_release,
 },
 .num_resources = ARRAY_SIZE(led_resources),
 .resource = led_resources,
};
/* 設(shè)備模塊加載 */
static int __init leddevice_init(void) {
 return platform_device_register(&leddevice);
}
/* 設(shè)備模塊注銷 */
static void __exit leddevice_exit(void) {
 platform_device_unregister(&leddevice);
}

module_init(leddevice_init);
module_exit(leddevice_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2. platform驅(qū)動(dòng)程序編寫

platform驅(qū)動(dòng)框架如下圖所示：platform驅(qū)動(dòng)并不是獨(dú)立于字符設(shè)備、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)之外的另一種類型驅(qū)動(dòng)，它只是為了驅(qū)動(dòng)的分離與分層而提出來(lái)的一種框架，其驅(qū)動(dòng)的具體實(shí)現(xiàn)還是需要字符設(shè)備、塊設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)

新建設(shè)備文件leddriver.c，并根據(jù)上面的框架圖，編寫驅(qū)動(dòng)程序

? 宏定義及設(shè)備結(jié)構(gòu)體變量定義

/* 寄存器名 */
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;
/* leddev 設(shè)備結(jié)構(gòu)體 */
 struct leddev_dev {
 dev_t devid;               //設(shè)備號(hào)
 struct cdev cdev;          //cdev 
 struct class *class;       //類 
 struct device *device;     //設(shè)備
 int major;                 //設(shè)備號(hào)
};
struct leddev_dev leddev;   //led 設(shè)備

? 字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)操作集函數(shù)實(shí)現(xiàn)

/* LED 打開(kāi)或關(guān)閉 */
void led0_switch(u8 sta) {
 u32 val = 0;
 if(sta == LEDON){
  val = readl(GPIO1_DR);
  val &= ~(1 << 3);
  writel(val, GPIO1_DR);
 }else if(sta == LEDOFF){
  val = readl(GPIO1_DR);
  val|= (1 << 3);
  writel(val, GPIO1_DR);
 }
}
/* 打開(kāi)設(shè)備 */
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp) {
 filp->private_data = &leddev;  // 設(shè)置私有數(shù)據(jù) 
 return 0;
}
/* 向設(shè)備寫數(shù)據(jù) */
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) {
 int retvalue;
 unsigned char databuf[1];
 unsigned char ledstat;

 ledstat = databuf[0];   //獲取狀態(tài)值
 if(ledstat == LEDON) {
  led0_switch(LEDON);  //打開(kāi)LED燈
 }else if(ledstat == LEDOFF) {
  led0_switch(LEDOFF);  //關(guān)閉LED燈
 }
 return 0;
}
/* 設(shè)備操作函數(shù) */
static struct file_operations led_fops = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .open = led_open,
 .write = led_write,
};

? probe函數(shù)中，初始化IO并注冊(cè)字符設(shè)備

/* platform驅(qū)動(dòng)的 probe 函數(shù) */
static int led_probe(struct platform_device *dev) {
 int i = 0;
 int ressize[5];
 u32 val = 0;
 struct resource *ledsource[5];
 printk("led driver and device has matched!rn");
 /* 1、獲取資源 */
 for (i = 0; i < 5; i++) {
  ledsource[i] = platform_get_resource(dev, IORESOURCE_MEM, i);
  if (!ledsource[i]) {
   dev_err(&dev->dev, "No MEM resource for always onn");
   return -ENXIO;
  }
  ressize[i] = resource_size(ledsource[i]);
 }
 /* 2、初始化 LED */
 /* 寄存器地址映射 */
 IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(ledsource[0]->start, ressize[0]);
 SW_MUX_GPIO1_IO03 = ioremap(ledsource[1]->start, ressize[1]);
 SW_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(ledsource[2]->start, ressize[2]);
 GPIO1_DR = ioremap(ledsource[3]->start, ressize[3]);
 GPIO1_GDIR = ioremap(ledsource[4]->start, ressize[4]);

 val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
 val &= ~(3 << 26); /* 清除以前的設(shè)置 */
 val |= (3 << 26); /* 設(shè)置新值 */
 writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);
 /* 設(shè)置 GPIO1_IO03 復(fù)用功能，將其復(fù)用為 GPIO1_IO03 */
 writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);
 writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);
 /* 設(shè)置 GPIO1_IO03 為輸出功能 */
 val = readl(GPIO1_GDIR);
 val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的設(shè)置 */
 val |= (1 << 3); /* 設(shè)置為輸出 */
 writel(val, GPIO1_GDIR);
 /* 默認(rèn)關(guān)閉 LED1 */
 val = readl(GPIO1_DR);
 val |= (1 << 3) ;
 writel(val, GPIO1_DR);
 /* 注冊(cè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng) */
 /*1、創(chuàng)建設(shè)備號(hào) */
 if (leddev.major) { /* 定義了設(shè)備號(hào) */
  leddev.devid = MKDEV(leddev.major, 0);
  register_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);
 } else { /* 沒(méi)有定義設(shè)備號(hào) */
  alloc_chrdev_region(&leddev.devid, 0, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);
  leddev.major = MAJOR(leddev.devid);
 }
 /* 2、初始化 cdev */
 leddev.cdev.owner = THIS_MODULE;
 cdev_init(&leddev.cdev, &led_fops);
 /* 3、添加一個(gè) cdev */
 cdev_add(&leddev.cdev, leddev.devid, LEDDEV_CNT);
 /* 4、創(chuàng)建類 */
 leddev.class = class_create(THIS_MODULE, LEDDEV_NAME);
 if (IS_ERR(leddev.class)) {
  return PTR_ERR(leddev.class);
 }
 /* 5、創(chuàng)建設(shè)備 */
 leddev.device=device_create(leddev.class,NULL,leddev.devid,NULL,LEDDEV_NAME);
 if (IS_ERR(leddev.device)) {
  return PTR_ERR(leddev.device);
 }
 return 0;
}? remove函數(shù)中，刪除設(shè)備/* platform驅(qū)動(dòng)的 remove 函數(shù) */
static int led_remove(struct platform_device *dev) {
 iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);
 iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO03);
 iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO03);
 iounmap(GPIO1_DR);
 iounmap(GPIO1_GDIR);

 cdev_del(&leddev.cdev); /* 刪除 cdev */
 unregister_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT);
 device_destroy(leddev.class, leddev.devid);
 class_destroy(leddev.class);
 return 0;
}

? 填充platform驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體，name變量要與platform設(shè)備結(jié)構(gòu)體的name保持一致，用于和設(shè)備匹配

/* platform 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體 */
static struct platform_driver led_driver = {
 .driver = {
  .name = "imx6ul-led", /* 驅(qū)動(dòng)名字，用于和設(shè)備匹配 */
 },
 .probe = led_probe,
 .remove = led_remove,
};

? 驅(qū)動(dòng)入口和出口函數(shù)中，注冊(cè)和卸載platform驅(qū)動(dòng)

/* 驅(qū)動(dòng)模塊加載函數(shù) */
static int __init leddriver_init(void) {
 return platform_driver_register(&led_driver);
}
/* 驅(qū)動(dòng)模塊卸載函數(shù) */
static void __exit leddriver_exit(void) {
 platform_driver_unregister(&led_driver);
}

module_init(leddriver_init);
module_exit(leddriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

3. 測(cè)試程序編寫

新建測(cè)試文件platformledAPP.c，并編寫程序

int main(int argc, char *argv[]) {
 int fd, retvalue;
 char *filename;
 unsigned char databuf[2];

 if(argc != 3){
  printf("Error Usage!rn");
  return -1;
 }

 filename = argv[1];
 /* 打開(kāi) led 驅(qū)動(dòng) */
 fd = open(filename, O_RDWR);
 if(fd < 0){
  printf("file %s open failed!rn", argv[1]);
  return -1;
 }

 databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要執(zhí)行的操作：打開(kāi)或關(guān)閉 */
 retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
 if(retvalue < 0){
  printf("LED Control Failed!rn");
  close(fd);
  return -1;
 }

 retvalue = close(fd); /* 關(guān)閉文件 */
 if(retvalue < 0){
  printf("file %s close failed!rn", argv[1]);
  return -1;
 }
 return 0;
}

4. 編譯測(cè)試

? 編譯驅(qū)動(dòng)程序：當(dāng)前目錄下創(chuàng)建Makefile文件，并make編譯

KERNELDIR := /home/andyxi/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_andyxi
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

? 編譯測(cè)試程序：無(wú)需內(nèi)核參與，直接編譯即可

arm-linux-gnueabihf-gcc platformledApp.c -o platformledApp

? 將兩個(gè)驅(qū)動(dòng)文件和測(cè)試文件拷貝至rootfs/lib/modules/4.1.15后加載驅(qū)動(dòng)，加載成功后，總線就會(huì)進(jìn)行匹配

depmod  #第一次加載驅(qū)動(dòng)時(shí)，需使用“depmod”命令
modprobe leddevice.ko
modprobe leddriver.ko

? 根文件系統(tǒng)中/sys/bus/platform/目錄下保存著當(dāng)前platform總線下的設(shè)備和驅(qū)動(dòng)，子目錄devices為platform設(shè)備，子目錄drivers為platform驅(qū)動(dòng)，設(shè)備模塊和驅(qū)動(dòng)模塊加載成功后，會(huì)在相應(yīng)目錄下找到對(duì)應(yīng)的設(shè)備和驅(qū)動(dòng)

? 使用以下命令打開(kāi)或者關(guān)閉LED燈

./platformledAPP  /dev/platled 1 
./platformledAPP  /dev/platled 0