＜Linux开发＞驱动开发 -之-platform 驱动
＜Linux开发＞驱动开发 -之-platform 驱动
交叉编译环境搭建：
＜Linux开发＞ linux开发工具-之-交叉编译环境搭建
uboot移植可参考以下：
＜Linux开发＞ -之-系统移植 uboot移植过程详细记录（第一部分）
＜Linux开发＞ -之-系统移植 uboot移植过程详细记录（第二部分）
＜Linux开发＞ -之-系统移植 uboot移植过程详细记录（第三部分）(uboot移植完结)
Linux内核及设备树移植可参考以下：
＜Linux开发＞系统移植 -之- linux内核移植过程详细记录（第一部分）
＜Linux开发＞系统移植 -之- linux内核移植过程详细记录（第二部分完结）
Linux文件系统构建移植参考以下：
＜Linux开发＞系统移植 -之- linux构建BusyBox根文件系统及移植过程详细记录
＜Linux开发＞系统移植 -之-使用buildroot构建BusyBox根文件系统
Linux驱动开发参考以下：
＜Linux开发＞驱动开发 -之-pinctrl子系统
＜Linux开发＞驱动开发 -之-gpio子系统
＜Linux开发＞驱动开发 -之-基于pinctrl/gpio子系统的LED驱动
＜Linux开发＞驱动开发 -之-基于pinctrl/gpio子系统的beep驱动
＜Linux开发＞驱动开发 -之-资源的并发与竞争处理
＜Linux开发＞驱动开发 -之-内核定时器与中断
＜Linux开发＞驱动开发 -之-阻塞、非阻塞IO和异步通知
一 前言
在前面几篇文章讲解分析编写的设备驱动是相对简单，都是对 IO进行最简单的读写操作。那么如果像I2C、SPI、LCD 等，这类比较复杂外设的驱动就不能这么去写了，如果每一个I2C芯片都单独写一个I2C驱动对应IO的话，这样内核代码会很累赘，所以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。本文主要分析一下 Linux 下的驱动分离与分层，以及 platform 框架下的设备驱动该如何编写。
二 驱动的分离和分层
2.1 驱动的分离
对于 Linux 这样一个成熟、庞大、复杂的操作系统，代码的重用性非常重要，否则的话就会在 Linux 内核中存在大量无意义的重复代码。尤其是驱动程序，因为驱动程序占用了 Linux内核代码量的大头，如果不对驱动程序加以管理，任由重复的代码肆意增加，那么用不了多久Linux 内核的文件数量就庞大到无法接受的地步。
假如现在有三个平台 A、B 和 C，这三个平台(这里的平台说的是 SOC)上都有 MPU6050 这个 I2C接口的六轴传感器，如果按照写裸机 I2C 驱动的思路，每个平台都有一个 MPU6050的驱动，因此编写出来的最简单的驱动框架如下图所示：
从上图可以看出，每种平台下都有一个主机驱动和设备驱动，主机驱动肯定是必须要的，毕竟不同的平台其 I2C 控制器不同。但是右侧的设备驱动就没必要每个平台都写一个，因为不管对于那个 SOC 来说，MPU6050 都是一样，通过 I2C 接口读写数据就行了，只需要一个 MPU6050 的驱动程序即可。
如果再来几个 I2C 设备，比如AT24C02、FT5206(电容触摸屏)等，如果按照上图中的写法，那么设备端的驱动将会重复的编写好几次。显然在 Linux 驱动程序中这种写法是不推荐的，最好的做法就是每个平台的 I2C 控制器都提供一个统一的接口(也叫做主机驱动)，每个设备的话也只提供一个驱动程序(设备驱动)，每个设备通过统一的 I2C接口驱动来访问，这样就可以大大简化驱动文件，比如上图中三种平台下的 MPU6050 驱动框架就可以简化为下图所示：
实际的 I2C 驱动设备肯定有很多种，不止 MPU6050 这一个，那么实际的驱动架构如下图所示：
这个就是驱动的分隔，也就是将主机驱动和设备驱动分隔开来，比如 I2C、SPI 等等都会采用驱动分隔的方式来简化驱动的开发。在实际的驱动开发中，一般 I2C 主机控制器驱动已经由半导体厂家编写好了，而设备驱动一般也由设备器件的厂家编写好了，我们只需要提供设备信息即可，比如 I2C 设备的话提供设备连接到了哪个 I2C 接口上，I2C 的速度是多少等等。相当于将设备信息从设备驱动中剥离开来，驱动使用标准方法去获取到设备信息(比如从设备树中获取到设备信息)，然后根据获取到的设备信息来初始化设备。 这样就相当于驱动只负责驱动，设备只负责设备，想办法将两者进行匹配即可。这个就是 Linux 中的总线(bus)、驱动(driver)和设备(device)模型，也就是常说的驱动分离。总线就是驱动和设备信息的月老，负责给两者牵线搭桥，如下图所示：
当我们向系统注册一个驱动的时候，总线就会在右侧的设备中查找，看看有没有与之匹配的设备，如果有的话就将两者联系起来。同样的，当向系统中注册一个设备的时候，总线就会在左侧的驱动中查找看有没有与之匹配的设备，有的话也联系起来。Linux 内核中大量的驱动程序都采用总线、驱动和设备模式，我们一会要重点讲解的 platform 驱动就是这一思想下的产物。
2.2 驱动的分层
上一小节讲了驱动的分隔与分离，本节我们来简单看一下驱动的分层，大家应该听说过网络的 7 层模型，不同的层负责不同的内容。同样的，Linux 下的驱动往往也是分层的，分层的目的也是为了在不同的层处理不同的内容。以其他书籍或者资料常常使用到的input(输入子系统)为例，简单介绍一下驱动的分层。input 子系统负责管理所有跟输入有关的驱动，包括键盘、鼠标、触摸等，最底层的就是设备原始驱动，负责获取输入设备的原始值，获取到的输入事件上报给 input 核心层。input 核心层会处理各种 IO 模型，并且提供 file_operations 操作集合。我们在编写输入设备驱动的时候只需要处理好输入事件的上报即可，至于如何处理这些上报的输入事件那是上层去考虑的，我们不用管。可以看出借助分层模型可以极大的简化我们的驱动编写，对于驱动编写来说非常的友好。
三 platform 平台驱动模型简介
前面我们讲了设备驱动的分离，并且引出了总线(bus)、驱动(driver)和设备(device)模型，比如 I2C、SPI、USB 等总线。但是在 SOC 中有些外设是没有总线这个概念的，但是又要使用总线、驱动和设备模型该怎么办呢？为了解决此问题，Linux 提出了 platform 这个虚拟总线，相应
的就有 platform_driver 和 platform_device。
3.1 platform 总线
Linux系统内核使用bus_type 结构体表示总线，bus_type 结构体内容如下：
路径：include\linux\device.h/*** struct bus_type - The bus type of the device** @name: The name of the bus.* @dev_name: Used for subsystems to enumerate devices like ("foo%u", dev->id).* @dev_root: Default device to use as the parent.* @dev_attrs: Default attributes of the devices on the bus.* @bus_groups: Default attributes of the bus.* @dev_groups: Default attributes of the devices on the bus.* @drv_groups: Default attributes of the device drivers on the bus.* @match: Called, perhaps multiple times, whenever a new device or driver* is added for this bus. It should return a nonzero value if the* given device can be handled by the given driver.* @uevent: Called when a device is added, removed, or a few other things* that generate uevents to add the environment variables.* @probe: Called when a new device or driver add to this bus, and callback* the specific driver's probe to initial the matched device.* @remove: Called when a device removed from this bus.* @shutdown: Called at shut-down time to quiesce the device.** @online: Called to put the device back online (after offlining it).* @offline: Called to put the device offline for hot-removal. May fail.** @suspend: Called when a device on this bus wants to go to sleep mode.* @resume: Called to bring a device on this bus out of sleep mode.* @pm: Power management operations of this bus, callback the specific* device driver's pm-ops.* @iommu_ops: IOMMU specific operations for this bus, used to attach IOMMU* driver implementations to a bus and allow the driver to do* bus-specific setup* @p: The private data of the driver core, only the driver core can* touch this.* @lock_key: Lock class key for use by the lock validator** A bus is a channel between the processor and one or more devices. For the* purposes of the device model, all devices are connected via a bus, even if* it is an internal, virtual, "platform" bus. Buses can plug into each other.* A USB controller is usually a PCI device, for example. The device model* represents the actual connections between buses and the devices they control.* A bus is represented by the bus_type structure. It contains the name, the* default attributes, the bus' methods, PM operations, and the driver core's* private data.*/
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;
};
第 55行，match 函数，此函数很重要，单词 match 的意思就是“匹配、相配”，因此此函数就是完成设备和驱动之间匹配的，总线就是使用 match 函数来根据注册的设备来查找对应的驱动，或者根据注册的驱动来查找相应的设备，因此每一条总线都必须实现此函数。match 函数有两个参数：dev 和 drv，这两个参数分别为 device 和 device_driver 类型，也就是设备和驱动。
platform 总线是 bus_type 的一个具体实例，platform 总线定义如下：
路径：drivers\base\platform.cstruct 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。我们来看一下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：
路径：drivers\base\platform.c/*** platform_match - bind platform device to platform driver.* @dev: device.* @drv: driver.** Platform device IDs are assumed to be encoded like this:* "<name><instance>", where <name> is a short description of the type of* device, like "pci" or "floppy", and <instance> is the enumerated* instance of the device, like '0' or '42'. Driver IDs are simply* "<name>". So, extract the <name> from the platform_device structure,* and compare it against the name of the driver. Return whether they match* or not.*/
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 *//*设置driver_override时，仅绑定到匹配的驱动程序*/if (pdev->driver_override)return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name);/* Attempt an OF style match first *//*先尝试OF风格的匹配*/if (of_driver_match_device(dev, drv))return 1;/* Then try ACPI style match *//*然后试试ACPI风格的搭配*/if (acpi_driver_match_device(dev, drv))return 1;/* Then try to match against the id table *//*然后尝试与id表匹配*/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);
}
第 23~24行,这个属性平常工作中基本上碰不到，因为大体拥有这种属性的devicec大体不是由设备树上配置自动生成的，而是由手动分配platform_device内存而产生的，这样就不会存在compatible属性节点。大体的用法如下：
platform_device *pdev;
pdev = platform_device_alloc()
driver_set_override(&pdev->dev, &pdev->driver_override, xxx, len)
platform_device_add(pdev)
1、分配platform_device内存，传参的时候会把name传进去。name可以为“”，但是为了确保加载成功最好设置成与driver名一样的，这样就算第一级匹配由于失误字符写错了，在第五级匹配的时候依然能成功加载
2、设置driver_override属性值
3、将pdev->dev添加到platform总线上去，并尝试绑定
根据该函数内的注释我们可以知道，驱动和设备的匹配有四种方法，我们依次来看一下：
第 28~29行，第一种匹配方式， OF 类型的匹配，也就是设备树采用的匹配方式，of_driver_match_device 函数定义在文件 include/linux/of_device.h 中。device_driver 结构体(表示设备驱动)中有个名为of_match_table的成员变量，此成员变量保存着驱动的compatible匹配表，设备树中的每个设备节点的 compatible 属性会和 of_match_table 表中的所有成员比较，查看是否有相同的条目，如果有的话就表示设备和此驱动匹配，设备和驱动匹配成功以后 probe 函数就会执行。
调用如下：
of_driver_match_device(dev, drv)
-> of_match_device(drv->of_match_table,dev)
->of_match_node(of_match_table,dev->of_node)
->_of_match_node(matches, node)
->_of_device_is_compatible(node, matches->compatible)
在__of_device_is_compatible()函数中进行具体的匹配工作。
路径：drivers\of\base.c
/*** __of_device_is_compatible() - Check if the node matches given constraints* @device: pointer to node* @compat: required compatible string, NULL or "" for any match* @type: required device_type value, NULL or "" for any match* @name: required node name, NULL or "" for any match** Checks if the given @compat, @type and @name strings match the* properties of the given @device. A constraints can be skipped by* passing NULL or an empty string as the constraint.** Returns 0 for no match, and a positive integer on match. The return* value is a relative score with larger values indicating better* matches. The score is weighted for the most specific compatible value* to get the highest score. Matching type is next, followed by matching* name. Practically speaking, this results in the following priority* order for matches:** 1. specific compatible && type && name* 2. specific compatible && type* 3. specific compatible && name* 4. specific compatible* 5. general compatible && type && name* 6. general compatible && type* 7. general compatible && name* 8. general compatible* 9. type && name* 10. type* 11. name*/
static int __of_device_is_compatible(const struct device_node *device,const char *compat, const char *type, const char *name)
{struct property *prop;const char *cp;int index = 0, score = 0;/* Compatible match has highest priority */if (compat && compat[0]) {prop = __of_find_property(device, "compatible", NULL);for (cp = of_prop_next_string(prop, NULL); cp;cp = of_prop_next_string(prop, cp), index++) {if (of_compat_cmp(cp, compat, strlen(compat)) == 0) {score = INT_MAX/2 - (index << 2);break;}}if (!score)return 0;}/* Matching type is better than matching name */if (type && type[0]) {if (!device->type || of_node_cmp(type, device->type))return 0;score += 2;}/* Matching name is a bit better than not */if (name && name[0]) {if (!device->name || of_node_cmp(name, device->name))return 0;score++;}return score;
}
这里代码就是核心实现部分了：读取device的compatible属性值并与driver的of_match_table数组的compatible字段一一进行字符串比较，只要比较成功那么分数就不会为0,就算匹配成功，至于最优匹配这个就看谁的得分高了。
第 33~34 行，第二种匹配方式，ACPI 匹配方式。
这个是专门针对acpi设备的，一般的platform总线设备是无法匹配成功的在这里。由于acpi的驱动基本没怎么接触过，这里就不介绍了。
第 38~39 行，第三种匹配方式，id_table 匹配，每个 platform_driver 结构体有一个 id_table成员变量，顾名思义，保存了很多 id 信息。这些 id 信息存放着这个 platformd 驱动所支持的驱动类型。
函数如下：
路径：drivers\base\platform.c
static const struct platform_device_id *platform_match_id(const struct platform_device_id *id,struct platform_device *pdev)
{while (id->name[0]) {if (strcmp(pdev->name, id->name) == 0) {pdev->id_entry = id;return id;}id++;}return NULL;
}
其匹配规则看起来比较简单，只要name属性完全相等则匹配成功。在这里需要特点注意一点，pdev->name这个属性的赋值大体可以分成两种情况：
(1)由dts自己生成，那个这个pdev->name值一般情况是空""而不是compatible属性值(如下面所示)，所以要是解析DTS自动生成的device一般情况下不会匹配成功。
路径：drivers\of\platform.c
/*** of_device_alloc - Allocate and initialize an of_device* @np: device node to assign to device* @bus_id: Name to assign to the device. May be null to use default name.* @parent: Parent device.*/
struct platform_device *of_device_alloc(struct device_node *np,const char *bus_id,struct device *parent)
{struct platform_device *dev;int rc, i, num_reg = 0, num_irq;struct resource *res, temp_res;dev = platform_device_alloc("", -1);if (!dev)return NULL;
....................
(2)通过platform_device_alloc手动分配platform_device时其中一个参数为pdev->name的值，由于是自己手动调用的所以只要填对字符串就能匹配。
下面举例一个驱动：
路径：drivers\input\touchscreen\wm97xx-core.c
static int wm97xx_probe(struct device *dev)
{
........../* register our battery device */wm->battery_dev = platform_device_alloc("wm97xx-battery", -1);if (!wm->battery_dev) {ret = -ENOMEM;goto batt_err;}
..........
ret = platform_device_add(wm->battery_dev);
...........
第 42行，第四种匹配方式，如果第三种匹配方式的 id_table 不存在的话就直接比较驱动和设备的 name 字段，看看是不是相等，如果相等的话就匹配成功。对于支持设备树的 Linux 版本号，一般设备驱动为了兼容性都支持设备树和无设备树两种匹配方式。也就是第一种匹配方式一般都会存在，第三种和第四种只要存在一种就可以，一般用的最多的还是第四种，也就是直接比较驱动和设备的 name 字段，毕竟这种方式最简单了。
3.2 platform 驱动
platform_driver 结构体表示 platform 驱动，结构体内容如下：
路径：include\linux\platform_device.h
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 3 行，probe 函数，当驱动与设备匹配成功以后 probe 函数就会执行，非常重要的函数。一般驱动的提供者会编写，如果自己要编写一个全新的驱动，那么 probe 就需要自行实现。
第 8 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。
第 9 行，id_table 表，也就是我们上一小节讲解 platform 总线匹配驱动和设备的时候采用的第三种方法，id_table 是个表( 也就是数组) ，每个元素的类型为 platform_device_id，platform_device_id 结构体内容如下：
路径：include\linux\mod_devicetable.h
struct platform_device_id {char name[PLATFORM_NAME_SIZE];kernel_ulong_t driver_data;
};
接着我们来看下device_driver 结构体，device_driver 结构体内容如下：
路径：include\linux\device.h
/*** struct device_driver - The basic device driver structure* @name: Name of the device driver.* @bus: The bus which the device of this driver belongs to.* @owner: The module owner.* @mod_name: Used for built-in modules.* @suppress_bind_attrs: Disables bind/unbind via sysfs.* @of_match_table: The open firmware table.* @acpi_match_table: The ACPI match table.* @probe: Called to query the existence of a specific device,* whether this driver can work with it, and bind the driver* to a specific device.* @remove: Called when the device is removed from the system to* unbind a device from this driver.* @shutdown: Called at shut-down time to quiesce the device.* @suspend: Called to put the device to sleep mode. Usually to a* low power state.* @resume: Called to bring a device from sleep mode.* @groups: Default attributes that get created by the driver core* automatically.* @pm: Power management operations of the device which matched* this driver.* @p: Driver core's private data, no one other than the driver* core can touch this.** The device driver-model tracks all of the drivers known to the system.* The main reason for this tracking is to enable the driver core to match* up drivers with new devices. Once drivers are known objects within the* system, however, a number of other things become possible. Device drivers* can export information and configuration variables that are independent* of any specific device.*/
struct device_driver {const char *name;struct bus_type *bus;struct module *owner;const char *mod_name; /* used for built-in modules */bool suppress_bind_attrs; /* disables bind/unbind via sysfs */const struct of_device_id *of_match_table;const struct acpi_device_id *acpi_match_table;int (*probe) (struct device *dev);int (*remove) (struct device *dev);void (*shutdown) (struct device *dev);int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);int (*resume) (struct device *dev);const struct attribute_group **groups;const struct dev_pm_ops *pm;struct driver_private *p;
};
第 43行，of_match_table 就是采用设备树的时候驱动使用的匹配表，同样是数组，每个匹配项都为 of_device_id 结构体类型，此结构体定义内容如下：
路径：include\linux\mod_devicetable.h
/** Struct used for matching a device*/
struct of_device_id {char name[32];char type[32];char compatible[128];const void *data;
};
第 8 行的 compatible 非常重要，因为对于设备树而言，就是通过设备节点的 compatible 属性值和 of_match_table 中每个项目的 compatible 成员变量进行比较，如果有相等的就表示设备和此驱动匹配成功。
题外话：mod_devicetable.h中定义了很多平台设备ID有关的结构体，如struct serio_device_id、struct vio_device_id、struct input_device_id、struct sdio_device_id、struct i2c_device_id、struct spi_device_id等等。
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_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。
还需要在驱动卸载函数中通过 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。
对于platform 驱动的编写，有大致框架可以参考如下所示：
/* 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)
{.............return 0;
}static ssize_t xxx_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{...........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,....其它操作函数......
};/* 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 */......return 0;
}static int xxx_remove(struct platform_device *dev)
{......cdev_del(&xxxdev.cdev, &xxx_fops); /* 删除字符设备驱动 */......return 0;
}/* 匹配列表 */
static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {{ .compatible = "xxx-gpio" }, //与设备树节点compatible 属性值匹配的字符串{ /* 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("water");
第 1~29 行，传统的字符设备驱动，所谓的 platform 驱动并不是独立于字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动之外的其他种类的驱动。platform 只是为了驱动的分离与分层而提出来的一种框架，其驱动的具体实现还是需要字符设备驱动、块设备驱动或网络设备驱动。
第 33~39 行，xxx_probe 函数，当驱动和设备匹配成功以后此函数就会执行，以前在驱动入口 init 函数里面编写的字符设备驱动程序就全部放到此 probe 函数里面。比如注册字符设备驱动、添加 cdev、创建类等等。
第 41~47 行，xxx_remove 函数，platform_driver 结构体中的 remove 成员变量，当关闭 platform设备驱动的时候此函数就会执行，以前在驱动卸载 exit 函数里面要做的事情就放到此函数中来。比如，使用 iounmap 释放内存、删除 cdev，注销设备号等等。
第 50~53 行，xxx_of_match 匹配表，如果使用设备树的话将通过此匹配表进行驱动和设备的匹配。
第 51 行设置了一个匹配项，此匹配项的 compatible 值为“xxx-gpio”，因此当设备树中设备节点的 compatible 属性值为“xxx-gpio”的时候此设备就会与此驱动匹配。
第 52 行是一个标记，of_device_id 表最后一个匹配项必须是空的。
第 56-63 行，定义一个 platform_driver 结构体变量 xxx_driver，表示 platform 驱动，
第 57~60行设置 paltform_driver 中的 device_driver 成员变量的 name 和 of_match_table 这两个属性。
其中name 属性用于传统的驱动与设备匹配，也就是检查驱动和设备的 name 字段是不是相同(3.1小节介绍的第4种方法)。
of_match_table 属性就是用于设备树下的驱动与设备检查(3.1小节介绍的第1种方法)。
对于一个完整的驱动程序，必须提供有设备树和无设备树两种匹配方法。最后 61 和 62 这两行设置 probe 和 remove 这两成员变量。
第66~69行，驱动入口函数，调用platform_driver_register函数向Linux内核注册一个platform驱动，也就是上面定义的 xxx_driver 结构体变量。
第 72~75 行，驱动出口函数，调用 platform_driver_unregister 函数卸载前面注册的 platform驱动。
总体来说，platform 驱动还是传统的字符设备驱动、块设备驱动或网络设备驱动，只是披着一张“platform”的皮，目的是为了使用总线、驱动和设备这个驱动模型来实现驱动的分离与分层。
3.3 platform 设备
在3.2小节中我们可以知道，如果platform 驱动已经准备好了，我们还需要 platform 设备，否则的话单单一个驱动也做不了什么。platform_device 这个结构体表示 platform 设备，根据3.1小节的四种匹配过程，这里我们要注意，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，因为改用设备树去描述了。当然了，你如果一定要用 platform_device 来描述设备信息的话也是可以的。platform_device 结构体定义内容如下：
路径：include/linux/platform_device.h
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;
};
第 3 行，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”。
第 7 行，num_resources 表示资源数量，一般为第 28 行 resource 资源的大小。
第 8 行，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：
路径：include\linux\ioport.h
/** Resources are tree-like, allowing* nesting etc..*/
struct resource {resource_size_t start;resource_size_t end;const char *name;unsigned long flags;struct resource *parent, *sibling, *child;
};
start 和 end 分别表示资源的起始和终止信息，对于内存类的资源，就表示内存起始和终止地址，name 表示资源名字，flags 表示资源类型，可选的资源类型都定义在了文件include/linux/ioport.h 里面，如下所示：
路径：include\linux\ioport.h
/** IO resources have these defined flags.*/
#define IORESOURCE_BITS 0x000000ff /* Bus-specific bits */#define IORESOURCE_TYPE_BITS 0x00001f00 /* Resource type */
#define IORESOURCE_IO 0x00000100 /* PCI/ISA I/O ports */
#define IORESOURCE_MEM 0x00000200
#define IORESOURCE_REG 0x00000300 /* Register offsets */
#define IORESOURCE_IRQ 0x00000400
#define IORESOURCE_DMA 0x00000800
#define IORESOURCE_BUS 0x00001000#define IORESOURCE_PREFETCH 0x00002000 /* No side effects */
#define IORESOURCE_READONLY 0x00004000
#define IORESOURCE_CACHEABLE 0x00008000
#define IORESOURCE_RANGELENGTH 0x00010000
#define IORESOURCE_SHADOWABLE 0x00020000#define IORESOURCE_SIZEALIGN 0x00040000 /* size indicates alignment */
#define IORESOURCE_STARTALIGN 0x00080000 /* start field is alignment */#define IORESOURCE_MEM_64 0x00100000
#define IORESOURCE_WINDOW 0x00200000 /* forwarded by bridge */
#define IORESOURCE_MUXED 0x00400000 /* Resource is software muxed */#define IORESOURCE_EXCLUSIVE 0x08000000 /* Userland may not map this resource */
#define IORESOURCE_DISABLED 0x10000000
#define IORESOURCE_UNSET 0x20000000 /* No address assigned yet */
#define IORESOURCE_AUTO 0x40000000
#define IORESOURCE_BUSY 0x80000000 /* Driver has marked this resource busy *//* PnP IRQ specific bits (IORESOURCE_BITS) */
#define IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE (1<<0)
#define IORESOURCE_IRQ_LOWEDGE (1<<1)
#define IORESOURCE_IRQ_HIGHLEVEL (1<<2)
#define IORESOURCE_IRQ_LOWLEVEL (1<<3)
#define IORESOURCE_IRQ_SHAREABLE (1<<4)
#define IORESOURCE_IRQ_OPTIONAL (1<<5)/* PnP DMA specific bits (IORESOURCE_BITS) */
#define IORESOURCE_DMA_TYPE_MASK (3<<0)
#define IORESOURCE_DMA_8BIT (0<<0)
#define IORESOURCE_DMA_8AND16BIT (1<<0)
#define IORESOURCE_DMA_16BIT (2<<0)#define IORESOURCE_DMA_MASTER (1<<2)
#define IORESOURCE_DMA_BYTE (1<<3)
#define IORESOURCE_DMA_WORD (1<<4)#define IORESOURCE_DMA_SPEED_MASK (3<<6)
#define IORESOURCE_DMA_COMPATIBLE (0<<6)
#define IORESOURCE_DMA_TYPEA (1<<6)
#define IORESOURCE_DMA_TYPEB (2<<6)
#define IORESOURCE_DMA_TYPEF (3<<6)/* PnP memory I/O specific bits (IORESOURCE_BITS) */
#define IORESOURCE_MEM_WRITEABLE (1<<0) /* dup: IORESOURCE_READONLY */
#define IORESOURCE_MEM_CACHEABLE (1<<1) /* dup: IORESOURCE_CACHEABLE */
#define IORESOURCE_MEM_RANGELENGTH (1<<2) /* dup: IORESOURCE_RANGELENGTH */
#define IORESOURCE_MEM_TYPE_MASK (3<<3)
#define IORESOURCE_MEM_8BIT (0<<3)
#define IORESOURCE_MEM_16BIT (1<<3)
#define IORESOURCE_MEM_8AND16BIT (2<<3)
#define IORESOURCE_MEM_32BIT (3<<3)
#define IORESOURCE_MEM_SHADOWABLE (1<<5) /* dup: IORESOURCE_SHADOWABLE */
#define IORESOURCE_MEM_EXPANSIONROM (1<<6)/* PnP I/O specific bits (IORESOURCE_BITS) */
#define IORESOURCE_IO_16BIT_ADDR (1<<0)
#define IORESOURCE_IO_FIXED (1<<1)/* PCI ROM control bits (IORESOURCE_BITS) */
#define IORESOURCE_ROM_ENABLE (1<<0) /* ROM is enabled, same as PCI_ROM_ADDRESS_ENABLE */
#define IORESOURCE_ROM_SHADOW (1<<1) /* ROM is copy at C000:0 */
#define IORESOURCE_ROM_COPY (1<<2) /* ROM is alloc'd copy, resource field overlaid */
#define IORESOURCE_ROM_BIOS_COPY (1<<3) /* ROM is BIOS copy, resource field overlaid *//* PCI control bits. Shares IORESOURCE_BITS with above PCI ROM. */
#define IORESOURCE_PCI_FIXED (1<<4) /* Do not move resource */
在以前Linux版本中不支持设备树的时候，编写驱动时需要开发人员编写platform_device变量来描述设备信息，然后使用 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。
如果不再使用 platform 的话可以通过 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。
platform 设备信息框架如下所示：
/* 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 4/* 资源 */
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",.id = -1,.num_resources = ARRAY_SIZE(xxx_resources),.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("water");
第 7~18 行，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。因此 flags 都为 IORESOURCE_MEM，表示资源为内存类型的。
第 21~26 行，platform 设备结构体变量，注意 name 字段要和所使用的驱动中的 name 字段一致，否则驱动和设备无法匹配成功。num_resources 表示资源大小，其实就是数组 xxx_resources的元素数量，这里用 ARRAY_SIZE 来测量一个数组的元素个数。
第 29~32 行，设备模块加载函数，在此函数中调用 platform_device_register 向 Linux 内核注册 platform 设备。
第 35~38 行，设备模块卸载函数，在此函数中调用 platform_device_unregister 从 Linux 内核中卸载 platform 设备。
上述代码主要是在不支持设备树的 Linux 版本中使用的，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，至于设备树到 platform_device 的具体过程就不去详细的追究了，感兴趣的可以去看一下，网上也有很多博客详细的讲解了整个过程。 后续笔者有空再分享设备树具体的流程细节。
四 无设备树platform 驱动编写与验证
4.1 编写无设备树驱动硬件信息
本节主要以beep蜂鸣器来写一个没有设备树的platform 驱动；有设备树的platform 驱动将在下一节分析；beep硬件信息如下：
beep是接在 SNVS_TAMPER1这个IO上的；
根据“IMX6UL参考手册.pdf”可知其相关寄存器描述如下：
4.2 编写无设备树驱动
为了方便，本次就以编译ko文件的方式，通过手动挂载驱动。驱动源码编写如下：
新建文件名为 beep_platform_driver.c
#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>
/***************************************************************
Copyright © OneFuCo., Ltd. 2018-2023. All rights reserved.
文件名 : beep_platform_driver.c
作者 : water
版本 : V1.0
描述 : 无设备树platform驱动
其他 : 无
日志 : 初版V1.0 2023/06/17 water创建
***************************************************************/#define BEEPDEV_CNT 1 /* 设备号长度 */
#define BEEPDEV_NAME "PlatformBeep" /* 设备名字 */
#define BEEPOFF 0
#define BEEPON 1/* 寄存器名 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO5_IO01;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO5_IO01;
static void __iomem *GPIO5_DR;
static void __iomem *GPIO5_GDIR;/* beepdev设备结构体 */
struct beepdev_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 beepdev_dev beepdev; /* beep 设备 *//** @description : beep打开/关闭* @param - sta : BEEPON(0) 打开BEEP，BEEPOFF(1) 关闭BEEP* @return : 无*/
void beep_switch(u8 sta)
{u32 val = 0;if(sta == BEEPON){val = readl(GPIO5_DR);val &= ~(1 << 1); //GPIO5的第1个IOwritel(val, GPIO5_DR);}else if(sta == BEEPOFF){val = readl(GPIO5_DR);val|= (1 << 1); //GPIO5的第1个IOwritel(val, GPIO5_DR);}
}/** @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 beep_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{filp->private_data = &beepdev; /* 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 beep_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{int retvalue;unsigned char databuf[1];unsigned char beepstat;retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);if(retvalue < 0) {return -EFAULT;}beepstat = databuf[0]; /* 获取状态值 */if(beepstat == BEEPON) {beep_switch(BEEPON); /* 打开BEEP灯 */}else if(beepstat == BEEPOFF) {beep_switch(BEEPOFF); /* 关闭BEEP灯 */}return 0;
}/* 设备操作函数 */
static struct file_operations beep_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = beep_open,.write = beep_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 beep_probe(struct platform_device *dev)
{ int i = 0;int ressize[5];u32 val = 0;struct resource *beepsource[5];printk("beep driver and device has matched!\r\n");/* 1、获取资源 */for (i = 0; i < 5; i++) {beepsource[i] = platform_get_resource(dev, IORESOURCE_MEM, i); /* 依次MEM类型资源 */if (!beepsource[i]) {dev_err(&dev->dev, "No MEM resource for always on\n");return -ENXIO;}ressize[i] = resource_size(beepsource[i]); } /* 2、初始化LED *//* 寄存器地址映射 */IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(beepsource[0]->start, ressize[0]);SW_MUX_GPIO5_IO01 = ioremap(beepsource[1]->start, ressize[1]);SW_PAD_GPIO5_IO01 = ioremap(beepsource[2]->start, ressize[2]);GPIO5_DR = ioremap(beepsource[3]->start, ressize[3]);GPIO5_GDIR = ioremap(beepsource[4]->start, ressize[4]);val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);val &= ~(3 << 30); /* 清除以前的设置 */val |= (3 << 30); /* 设置新值 */writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);/* 设置GPIO5_IO01复用功能，将其复用为GPIO5_IO01 */writel(5, SW_MUX_GPIO5_IO01);writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO5_IO01); // 0001 0000 1011 0000/* 设置GPIO5_IO01为输出功能 */val = readl(GPIO5_GDIR);val &= ~(1 << 1); /* 清除以前的设置 */val |= (1 << 1); /* 设置为输出 */writel(val, GPIO5_GDIR);/* 默认关闭BEEP */val = readl(GPIO5_DR);val |= (1 << 1) ; //GPIO5的第1个IOwritel(val, GPIO5_DR);/* 注册字符设备驱动 *//*1、创建设备号 */if (beepdev.major) { /* 定义了设备号 */beepdev.devid = MKDEV(beepdev.major, 0);register_chrdev_region(beepdev.devid, BEEPDEV_CNT, BEEPDEV_NAME);} else { /* 没有定义设备号 */alloc_chrdev_region(&beepdev.devid, 0, BEEPDEV_CNT, BEEPDEV_NAME); /* 申请设备号 */beepdev.major = MAJOR(beepdev.devid); /* 获取分配号的主设备号 */}/* 2、初始化cdev */beepdev.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&beepdev.cdev, &beep_fops);/* 3、添加一个cdev */cdev_add(&beepdev.cdev, beepdev.devid, BEEPDEV_CNT);/* 4、创建类 */beepdev.class = class_create(THIS_MODULE, BEEPDEV_NAME);if (IS_ERR(beepdev.class)) {return PTR_ERR(beepdev.class);}/* 5、创建设备 */beepdev.device = device_create(beepdev.class, NULL, beepdev.devid, NULL, BEEPDEV_NAME);if (IS_ERR(beepdev.device)) {return PTR_ERR(beepdev.device);}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 beep_remove(struct platform_device *dev)
{iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);iounmap(SW_MUX_GPIO5_IO01);iounmap(SW_PAD_GPIO5_IO01);iounmap(GPIO5_DR);iounmap(GPIO5_GDIR);cdev_del(&beepdev.cdev);/* 删除cdev */unregister_chrdev_region(beepdev.devid, BEEPDEV_CNT); /* 注销设备号 */device_destroy(beepdev.class, beepdev.devid);class_destroy(beepdev.class);return 0;
}/* platform驱动结构体 */
static struct platform_driver beep_driver = {.driver = {.name = "water-beep", /* 驱动名字，用于和设备匹配 */},.probe = beep_probe,.remove = beep_remove,
};/** @description : 驱动模块加载函数* @param : 无* @return : 无*/
static int __init beep_driver_init(void)
{return platform_driver_register(&beep_driver);
}/** @description : 驱动模块卸载函数* @param : 无* @return : 无*/
static void __exit beep_driver_exit(void)
{platform_driver_unregister(&beep_driver);
}module_init(beep_driver_init);
module_exit(beep_driver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("water");
新建文件名为 beep_platform_device.c
#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>/***************************************************************
Copyright © OneFuCo., Ltd. 2018-2023. All rights reserved.
文件名 : beep_platform_device.c
作者 : water
版本 : V1.0
描述 : 无设备树platform驱动
其他 : 无
日志 : 初版V1.0 2023/06/17 water创建
***************************************************************//* * 寄存器地址定义*/
#define CCM_CCGR1_BASE (0X020C406C)
#define SW_MUX_GPIO5_IO01_BASE (0X0229000C)
#define SW_PAD_GPIO5_IO01_BASE (0X02290050)
#define GPIO5_DR_BASE (0X020AC000)
#define GPIO5_GDIR_BASE (0X020AC004)
#define REGISTER_LENGTH 4/* @description : 释放flatform设备模块的时候此函数会执行 * @param - dev : 要释放的设备 * @return : 无*/
static void beep_release(struct device *dev)
{printk("beep device released!\r\n");
}/* * 设备资源信息，也就是LED0所使用的所有寄存器*/
static struct resource beep_resources[] = {[0] = {.start = CCM_CCGR1_BASE,.end = (CCM_CCGR1_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),.flags = IORESOURCE_MEM,}, [1] = {.start = SW_MUX_GPIO5_IO01_BASE,.end = (SW_MUX_GPIO5_IO01_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),.flags = IORESOURCE_MEM,},[2] = {.start = SW_PAD_GPIO5_IO01_BASE,.end = (SW_PAD_GPIO5_IO01_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),.flags = IORESOURCE_MEM,},[3] = {.start = GPIO5_DR_BASE,.end = (GPIO5_DR_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),.flags = IORESOURCE_MEM,},[4] = {.start = GPIO5_GDIR_BASE,.end = (GPIO5_GDIR_BASE + REGISTER_LENGTH - 1),.flags = IORESOURCE_MEM,},
};/** platform设备结构体 */
static struct platform_device beepdevice = {.name = "water-beep",.id = -1,.dev = {.release = &beep_release,},.num_resources = ARRAY_SIZE(beep_resources),.resource = beep_resources,
};/** @description : 设备模块加载 * @param : 无* @return : 无*/
static int __init beep_device_init(void)
{return platform_device_register(&beepdevice);
}/** @description : 设备模块注销* @param : 无* @return : 无*/
static void __exit beep_device_exit(void)
{platform_device_unregister(&beepdevice);
}module_init(beep_device_init);
module_exit(beep_device_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("water");
4.3 编写测试app
#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"/***************************************************************
Copyright © OneFuCo., Ltd. 2018-2023. All rights reserved.
文件名 : platformBeepApp.c
作者 : water
版本 : V1.0
描述 : platform驱动驱测试APP。
其他 : 无
使用方法 ：./platformBeepApp /dev/PlatformBeep 0 关闭beep./platformBeepApp /dev/PlatformBeep 1 打开beep
日志 : 初版V1.0 2023/06/17 water创建
***************************************************************/
#define BEEPOFF 0
#define BEEPON 1/** @description : main主程序* @param - argc : argv数组元素个数* @param - argv : 具体参数* @return : 0 成功;其他 失败*/
int main(int argc, char *argv[])
{int fd, retvalue;char *filename;unsigned char databuf[2];if(argc != 3){printf("Error Usage!\r\n");return -1;}filename = argv[1];/* 打开 BEEP 驱动 */fd = open(filename, O_RDWR);if(fd < 0){printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);return -1;}databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要执行的操作：打开或关闭 */retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));if(retvalue < 0){printf("BEEP Control Failed!\r\n");close(fd);return -1;}retvalue = close(fd); /* 关闭文件 */if(retvalue < 0){printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);return -1;}return 0;
}4.4 编译
4.4.1 编写Makefile
RCH=arm
CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-KERNELDIR := /home/water/imax/NXP/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/
CURRENT_PATH := $(shell pwd)obj-m := beep_platform_device.o beep_platform_driver.obuild: kernel_moduleskernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modulesclean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
4.4.2 编译驱动
在Makefile文件同级目录下执行make命令进行编译，如下：
4.4.3 编译测试app
使用命令“arm-linux-gnueabihf-gcc platformBeepApp.c -o platformBeepApp”编译，如下：
4.5 运行验证
4.5.1 资源文件放入设备
将编译好的ko文件和app复制到设备中，如下：
cp beep_platform_device.ko ../../nfs/buildrootfs/lib/modules/4.1.15+/
cp beep_platform_driver.ko ../../nfs/buildrootfs/lib/modules/4.1.15+/
cp app/platformBeepApp ../../nfs/buildrootfs/root/water_soft/platform/
4.5.2 挂载驱动
挂载驱动命令如下：
# depmod
# modprobe beep_platform_device.ko
# modprobe beep_platform_driver.ko
4.5.3 运行测试app
运行测试app命令如下：
开启beep：
./platformBeepApp /dev/PlatformBeep 1
关闭beep:
./platformBeepApp /dev/PlatformBeep 0
执行命令后可听见beep的开启和关闭。
验证符合设计。
接下来我们来看一下依赖设备的情况下是如可编写platform驱动。
五 有设备树platform 驱动编写与验证
5.1 编写设备树驱动硬件信息
设备树具体新增步骤参考＜Linux开发＞驱动开发 -之-基于pinctrl/gpio子系统的beep驱动。
新增pinctrl节点如下：
新增beep设备：
从beep设备树节点我们可以看到 compatible 属性值为“water-beep”，我们需要通过3.1小节讲解的第1种方法进行匹配。
5.2 编写 platform 驱动的时候要注意兼容属性
在使用设备树的时候 platform 驱动会通过 of_match_table 来保存兼容性值，也就是表明此驱动兼容哪些设备。所以，of_match_table 将会尤为重要，比如本例程的 platform 驱动中 platform_driver 就可以按照如下所示设置：
static const struct of_device_id beeps_of_match[] = {{ .compatible = "water-beep" }, /* 兼容属性 */{ /* Sentinel */ }
};MODULE_DEVICE_TABLE(of, beeps_of_match);static struct platform_driver beeps_platform_driver = {.driver = {.name = "water-beep",.of_match_table = beeps_of_match,},.probe =beeps_probe,.remove = beeps_remove,
};
第 1~4 行，of_device_id 表，也就是驱动的兼容表，是一个数组，每个数组元素为 of_device_id类型。每个数组元素都是一个兼容属性，表示兼容的设备，一个驱动可以跟多个设备匹配。这里我们仅仅匹配了一个设备，那就是 5.1小节 中创建的 beep这个设备。第 2 行的 compatible 值为“water-beep”，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。注意第 3 行是一个空元素，在编写 of_device_id 的时候最后一个元素一定要为空！
第 6 行，通过 MODULE_DEVICE_TABLE 声明一下beeps_of_match 这个设备匹配表。
第 11 行，设置 platform_driver 中的 of_match_table 匹配表为上面创建的 beeps_of_match，至此我们就设置好了 platform 驱动的匹配表了。
基于设备树的 platform 驱动和第四节无设备树的 platform 驱动基本一样，都是当驱动和设备匹配成功以后就会执行 probe 函数。我们需要在 probe 函数里面执行字符设备驱动那一套，当注销驱动模块的时候 remove 函数就会执行，都是大同小异的。
5.3 编写 platform 驱动
编写驱动如下：
#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>
/***************************************************************
Copyright © OneFuCo., Ltd. 2018-2023. All rights reserved.
文件名 : beepDts_platform_driver.c
作者 : water
版本 : V1.0
描述 : 有设备树platform驱动
其他 : 无
日志 : 初版V1.0 2023/06/17 water创建
***************************************************************/#define BEEPDEV_CNT 1 /* 设备号长度 */
#define BEEPDEV_NAME "DtsPlatformBeep" /* 设备名字 */
#define BEEPOFF 0
#define BEEPON 1/* beepdev设备结构体 */
struct beepdev_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 *nd; /* 设备节点 */int beep_gpio; /* beep 所使用的 GPIO 编号 */
};struct beepdev_dev beepdev; /* beep 设备 *//** @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 beep_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{filp->private_data = &beepdev; /* 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 beep_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{int retvalue;unsigned char databuf[1];unsigned char beepstat;retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);if(retvalue < 0) {printk("kernel write failed!\r\n");return -EFAULT;}beepstat = databuf[0]; /* 获取状态值 */if(beepstat == BEEPON) {gpio_set_value(beepdev.beep_gpio, 0); /* 打开BEEP */}else if(beepstat == BEEPOFF) {gpio_set_value(beepdev.beep_gpio, 1); /* 关闭BEEP */}return 0;
}/* 设备操作函数 */
static struct file_operations beep_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = beep_open,.write = beep_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 beep_probe(struct platform_device *dev)
{ int ret;printk("led driver and device was matched!\r\n");/* 注册字符设备驱动 *//*1、创建设备号 */if (beepdev.major) { /* 定义了设备号 */beepdev.devid = MKDEV(beepdev.major, 0);register_chrdev_region(beepdev.devid, BEEPDEV_CNT, BEEPDEV_NAME);} else { /* 没有定义设备号 */alloc_chrdev_region(&beepdev.devid, 0, BEEPDEV_CNT, BEEPDEV_NAME); /* 申请设备号 */beepdev.major = MAJOR(beepdev.devid); /* 获取分配号的主设备号 */}/* 2、初始化cdev */beepdev.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&beepdev.cdev, &beep_fops);/* 3、添加一个cdev */cdev_add(&beepdev.cdev, beepdev.devid, BEEPDEV_CNT);/* 4、创建类 */beepdev.class = class_create(THIS_MODULE, BEEPDEV_NAME);if (IS_ERR(beepdev.class)) {return PTR_ERR(beepdev.class);}/* 5、创建设备 */beepdev.device = device_create(beepdev.class, NULL, beepdev.devid, NULL, BEEPDEV_NAME);if (IS_ERR(beepdev.device)) {return PTR_ERR(beepdev.device);}/* 设置 beep 所使用的 GPIO *//* 1、获取设备节点： beep */beepdev.nd = of_find_node_by_path("/beep");if(beepdev.nd == NULL) {printk("beep node cant not found!\r\n");return -EINVAL;} else {printk("beep node has been found!\r\n");}/* 2、 获取设备树中的 gpio 属性，得到 beep 所使用的 beep 编号 */beepdev.beep_gpio = of_get_named_gpio(beepdev.nd, "beep-gpio", 0);if(beepdev.beep_gpio < 0) {printk("can't get beep-gpio");return -EINVAL;}printk("beep num = %d\r\n", beepdev.beep_gpio);gpio_request(beepdev.beep_gpio, "beep");/* 3、设置 GPIO5_IO01 为输出，并且输出低平，默认关闭 beep */ret = gpio_direction_output(beepdev.beep_gpio, 1);if(ret < 0) {printk("can't set gpio!\r\n");}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 beep_remove(struct platform_device *dev)
{gpio_set_value(beepdev.beep_gpio, 1); /* 卸载驱动的时候关闭 beep */cdev_del(&beepdev.cdev);/* 删除cdev */unregister_chrdev_region(beepdev.devid, BEEPDEV_CNT); /* 注销设备号 */device_destroy(beepdev.class, beepdev.devid);class_destroy(beepdev.class);return 0;
}/* 匹配列表 */
static const struct of_device_id beep_of_match[] = {{ .compatible = "water-beep" },{ /* Sentinel */ }
};/* platform驱动结构体 */
static struct platform_driver beep_driver = {.driver = {.name = "water-beep", /* 驱动名字，用于和设备匹配 */.of_match_table = beep_of_match, /* 设备树匹配表 */},.probe = beep_probe,.remove = beep_remove,
};/** @description : 驱动模块加载函数* @param : 无* @return : 无*/
static int __init beep_driver_init(void)
{return platform_driver_register(&beep_driver);
}/** @description : 驱动模块卸载函数* @param : 无* @return : 无*/
static void __exit beep_driver_exit(void)
{platform_driver_unregister(&beep_driver);
}module_init(beep_driver_init);
module_exit(beep_driver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("water");
5.4 编写测试app
测试app可完全复用 4.3小节使用搞定测试app。
5.5 编译
5.5.1 编写Makefile
编写Makefile内容如下：
RCH=arm
CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-KERNELDIR := /home/water/imax/NXP/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga/
CURRENT_PATH := $(shell pwd)obj-m := beepDts_platform_driver.obuild: kernel_moduleskernel_modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modulesclean:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
5.5.2 编译驱动
编写好Makefile之后即可在命令行执行“make”命令进行编译如下：
5.5.3 编译测试app
完全复用 4.4.3小节。
5.5.4 资源文件导入设备
cp beepDts_platform_driver.ko ../../nfs/buildrootfs/lib/modules/4.1.15+/
5.5.5 挂载驱动
挂载驱动前，需要先把第4节的驱动卸载掉，命令如下：
cd /lib/modules/4.1.15\+/
rmmod beep_platform_driver.ko
rmmod beep_platform_device.ko
挂载驱动命令如下：
# cd /lib/modules/4.1.15\+/
# depmod
# modprobe beepDts_platform_driver.ko
5.5.6 运行测试app
运行测试app命令如下：
开启beep：
./platformBeepApp /dev/DtsPlatformBeep1
关闭beep:
./platformBeepApp /dev/DtsPlatformBeep0
执行命令后可听见beep的开启和关闭。
验证符合设计。
5.5.7 卸载驱动
卸载驱动命令如下：
cd /lib/modules/4.1.15\+/
rmmod beepDts_platform_driver.ko
六 总结
就如前言所说，往后的开发基本都是基于设备树以及平台设备化；所以后续的驱动例程分析，都将以平台化方式实现。
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