一、驱动设计思想（机制、策略、分离、分层）

驱动设计思想（机制、策略、分离、分层）_正在起飞的蜗牛的博客-CSDN博客_机制与策略分离

二、驱动开发框架

三、platform 基本概念

Linux 驱动开发 四十三：platform 设备驱动实验（一）_lqonlylove的博客-CSDN博客

四、使用platform驱动LED思路

Linux 驱动开发 四十四：platform 设备驱动实验（二）_lqonlylove的博客-CSDN博客

五、设计思路

1、设备描述

1、无设备树

1、驱动和设备通过struct platform_driver结构体中struct device_driver结构体变量中name进行匹配。

2、有设备树

1、驱动和设备通过struct platform_driver结构体中struct device_driver结构体变量中of_match_table中的compatible进行匹配。

2、驱动描述

1、在驱动初始化函数static int __init xxx_init(void)中调用platform_driver_register注册platform驱动。

2、在驱动卸载函数static void __exit xxx_exit(void)中调用platform_driver_unregister注销platform驱动。

3、设备和驱动匹配成功后，会执行struct platform_driver结构体中probe函数。

4、驱动或设备任意一个卸载后，会执行struct platform_driver结构体中remove函数。

5、在probe函数中完成相关初始化。

6、在remove函数中完成卸载工作。

7、初始化过程，注册struct file_operations操作集。

六、添加设备树

1、确认使用引脚

通过原理图分析LED灯使用GPIO1_IO03引脚进行控制。

2、添加 GPIO1_IO03 引脚 pinctrl 子系统配置

1、确认GPIO1_IO03是否被使用。

2、根据linux内核中描述以及NXP提供设备配置添加GPIO1_IO03引脚配置，配置内容如下：

pinctrl_led: ledgrp {fsl,pins = <MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03 0x10B0 /* LED0 */>;};

MX6UL_PAD_GPIO1_IO03__GPIO1_IO03宏定义在linux-imx-4.1.15\arch\arm\boot\dts\imx6ul-pinfunc.h文件中。imx6ul-pinfunc.h文件被设备源码文件引用。

3、添加 GPIO1_IO03 引脚 gpio 子系统配置

1、确认GPIO1_IO03是否被使用。

2、根据linux内核中描述以及NXP提供设备配置添加GPIO1_IO03引脚配置，配置内容如下：

gpioled {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;compatible = "lq-gpioled";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;status = "okay";};

led-gpio = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>表示GPIO1_IO03引脚被gpio子系统设置为低电平。

4、测试

1、编译设备树

onlylove@ubuntu:~/my/linux/linux-imx-4.1.15$ make dtbsCHKinclude/config/kernel.releaseCHKinclude/generated/uapi/linux/version.hCHKinclude/generated/utsrelease.hmake[1]: 'include/generated/mach-types.h' is up to date.CHKinclude/generated/bounds.hCHKinclude/generated/asm-offsets.hCALL scripts/checksyscalls.shDTCarch/arm/boot/dts/imx6ull-alientek-emmc.dtbDTCarch/arm/boot/dts/imx6ull-alientek-nand.dtbonlylove@ubuntu:~/my/linux/linux-imx-4.1.15$

2、拷贝编译成功的设备树文件

onlylove@ubuntu:~/my/linux/linux-imx-4.1.15$ ls /home/onlylove/my/tftp/ -ltotal 11544-rwxrwxr-x 1 onlylove onlylove 5916896 Sep 10 21:40 zImage-rwxrwxr-x 1 onlylove onlylove 5901752 Aug 20 01:24 zImage.bakonlylove@ubuntu:~/my/linux/linux-imx-4.1.15$ cp arch/arm/boot/dts/imx6ull-alientek-emmc.dtb /home/onlylove/my/tftponlylove@ubuntu:~/my/linux/linux-imx-4.1.15$ ls /home/onlylove/my/tftp/ -ltotal 11584-rw-rw-r-- 1 onlylove onlylove 39272 Sep 17 01:47 imx6ull-alientek-emmc.dtb-rwxrwxr-x 1 onlylove onlylove 5916896 Sep 10 21:40 zImage-rwxrwxr-x 1 onlylove onlylove 5901752 Aug 20 01:24 zImage.bakonlylove@ubuntu:~/my/linux/linux-imx-4.1.15$

3、启动linux查看设备树解析是否成功

/sys/firmware/devicetree/base # pwd/proc/device-tree/sys/firmware/devicetree/base # ls#address-cells interrupt-controller@00a01000#size-cellskeyaliases memoryalphaled modelbacklight namebeep pxp_v4l2chosenregulatorsclocksreserved-memorycompatible sii902x-resetcpus socgpio-keys soundgpioled spi4/sys/firmware/devicetree/base # cd gpioled//sys/firmware/devicetree/base/gpioled # ls -ltotal 0-r--r--r-- 1 root04 Jan 1 00:17 #address-cells-r--r--r-- 1 root04 Jan 1 00:17 #size-cells-r--r--r-- 1 root011 Jan 1 00:17 compatible-r--r--r-- 1 root012 Jan 1 00:17 led-gpio-r--r--r-- 1 root08 Jan 1 00:17 name-r--r--r-- 1 root04 Jan 1 00:17 pinctrl-0-r--r--r-- 1 root08 Jan 1 00:17 pinctrl-names-r--r--r-- 1 root05 Jan 1 00:17 status/sys/firmware/devicetree/base/gpioled # cat compatiblelq-gpioled/sys/firmware/devicetree/base/gpioled #/sys/firmware/devicetree/base/gpioled # cat namegpioled/sys/firmware/devicetree/base/gpioled #/sys/firmware/devicetree/base/gpioled #

七、驱动编写

#include "linux/init.h"#include "linux/module.h"#include "linux/kdev_t.h"#include "linux/fs.h"#include "linux/cdev.h"#include "linux/device.h"#include <linux/uaccess.h>#include <linux/of.h>#include <linux/of_address.h>#include <linux/of_gpio.h>#include <linux/platform_device.h>#define NEWCHRDEV_MAJOR 0 /* 主设备号（如果为0则让系统自动分配，如果大于0则使用指定设备号） */#define NEWCHRDEV_MINOR 0 /* 次设备号 */#define NEWCHRDEV_COUNT 1 /* 设备号个数 */#define NEWCHRDEV_NAME "lq-led" /* 名子 */#define LEDOFF 0/* 关灯 */#define LEDON 1/* 开灯 */typedef struct{struct cdev dev; /* cdev 结构体 */int major; /* 主设备号 */int minor; /* 次设备号 */dev_t devid; /* 设备号 */struct class *class; /* 类 */struct device *device; /* 设备 */struct device_node*nd; /* 设备节点 */int led_gpio;/* led所使用的GPIO编号*/}newchrdev_t;newchrdev_t newchrdev;int led_init(void){int ret = 0;/***** 处理设备树 *****//* 1、获取设备节点：gpioled */newchrdev.nd = of_find_node_by_path("/gpioled");if(newchrdev.nd == NULL) {printk("gpioled node not find!\r\n");return 1;} else {printk("gpioled node find!\r\n");}/* 2、 获取设备树中的gpio属性，得到LED所使用的LED编号 */newchrdev.led_gpio = of_get_named_gpio(newchrdev.nd, "led-gpio", 0);if(newchrdev.led_gpio < 0) {printk("can't get led-gpio");return 2;}printk("led-gpio num = %d\r\n", newchrdev.led_gpio);/***** 使用gpio子系统设置引脚 *****//* 1、向 gpio 子系统申请 GPIO 管脚 */ret = gpio_request(newchrdev.led_gpio,"led-gpio");if(ret){printk("can't request gpio!\r\n");}/* 2、设置GPIO1_IO03为输出，并且输出高电平，默认关闭LED灯 */ret = gpio_direction_output(newchrdev.led_gpio, 1);if(ret < 0) {printk("can't set gpio!\r\n");goto led_init_error;}/* 3、设置led默认状态(默认点灯) */gpio_set_value(newchrdev.led_gpio,0);return 0;led_init_error:gpio_free(newchrdev.led_gpio);return -1;}int led_exit(void){/* 1、设置led退出状态(关灯) */gpio_set_value(newchrdev.led_gpio,1);/* 2、释放从gpio子系统申请的GPIO管脚 */gpio_free(newchrdev.led_gpio);return 0;}/** @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){printk("led_open!\r\n");filp->private_data = &newchrdev; /* 设置私有数据 */return 0;}/** @description: 从设备读取数据 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符)* @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区* @param - cnt : 要读取的数据长度* @param - offt : 相对于文件首地址的偏移* @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败*/static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt){printk("led_read!\r\n");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){long retvalue = 0;unsigned char databuf[1];unsigned char ledstat;newchrdev_t *dev = filp->private_data;printk("led_write!\r\n");retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);if(retvalue < 0) {printk("kernel write failed!\r\n");return -EFAULT;}printk("databuf = %d\r\n",databuf[0]);ledstat = databuf[0];/* 获取状态值 */if(ledstat == LEDON) {gpio_set_value(dev->led_gpio, 0);/* 打开LED灯 */} else if(ledstat == LEDOFF) {gpio_set_value(dev->led_gpio, 1);/* 关闭LED灯 */}return 0;}/** @description: 关闭/释放设备* @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)* @return : 0 成功;其他 失败*/static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp){printk("led_release!\r\n");return 0;}static const struct file_operations ledops = {.owner = THIS_MODULE,.open = led_open,.read = led_read,.write = led_write,.release = led_release,};/** @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){/* 驱动入口函数具体内容 *//* 1、字符设备号分配 */int ret;newchrdev.major = NEWCHRDEV_MAJOR;if(newchrdev.major){newchrdev.minor = NEWCHRDEV_MINOR;newchrdev.devid = MKDEV(newchrdev.major, newchrdev.minor);ret = register_chrdev_region(newchrdev.devid,NEWCHRDEV_COUNT,NEWCHRDEV_NAME);}else{ret = alloc_chrdev_region(&newchrdev.devid,0,NEWCHRDEV_COUNT,NEWCHRDEV_NAME);newchrdev.major = MAJOR(newchrdev.devid);newchrdev.minor = MINOR(newchrdev.devid);}if(ret < 0){printk("newchrdev xxx_chrdev_region failed!\r\n");goto newchrdev_chrdev_region_failed;}printk("newchrdev major=%d,minor=%d\r\n",newchrdev.major,newchrdev.minor);/* 2、注册字符设备 */newchrdev.dev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&newchrdev.dev,&ledops);ret = cdev_add(&newchrdev.dev,newchrdev.devid,NEWCHRDEV_COUNT);if(ret < 0){printk("newchrdev cdev_add failed!\r\n");goto newchrdev_cdev_add_failed;}/* 3、创建类 */newchrdev.class = class_create(THIS_MODULE,NEWCHRDEV_NAME);if(IS_ERR(newchrdev.class)) {printk("newchrdev class_create failed!\r\n");goto newchrdev_class_create_failed;}/* 4、创建设备 */newchrdev.device = device_create(newchrdev.class,NULL,newchrdev.devid,NULL,NEWCHRDEV_NAME);if(IS_ERR(newchrdev.device)){printk("newchrdev device_create failed!\r\n");goto neschrdev_device_creat_failed;}/* led 初始化 */led_init();return 0;neschrdev_device_creat_failed:class_destroy(newchrdev.class);newchrdev_class_create_failed:cdev_del(&newchrdev.dev);newchrdev_cdev_add_failed:unregister_chrdev_region(newchrdev.devid,NEWCHRDEV_COUNT);newchrdev_chrdev_region_failed: /* 字符设备号分配失败处理函数（未分配资源，因此不做处理） */return ret;}/** @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){/* led 操作 */led_exit();/* 驱动卸载函数具体内容 *//* 4、删除设备 */device_destroy(newchrdev.class,newchrdev.devid);/* 3、删除类 */class_destroy(newchrdev.class);/* 2、注销字符设备 */cdev_del(&newchrdev.dev);/* 1、释放设备号 */unregister_chrdev_region(newchrdev.devid,NEWCHRDEV_COUNT);return 0;}/* 匹配列表 */static const struct of_device_id led_of_match[] = {{.compatible = "lq-gpioled" },{/* Sentinel */ }};/* platform驱动结构体 */static struct platform_driver led_driver = {.probe= led_probe,.remove = led_remove,.driver = {.name = "lq-gpioled",.of_match_table = led_of_match,},};/* 驱动入口函数 */static int __init newchrdev_init(void){return platform_driver_register(&led_driver);}static void __exit newchrdev_exit(void){platform_driver_unregister(&led_driver);}module_init(newchrdev_init);module_exit(newchrdev_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

八、应用程序编写

#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include "stdio.h"#include "stdlib.h"int main(int argc, char *argv[]){int fd = 0, retvalue = 0;char writebuf[1] = {0};unsigned int connect = 0;if(argc != 3){printf("Error Usage!\r\n");return -1;}writebuf[0] = atoi(argv[2]);fd = open(argv[1],O_RDWR);if(fd < 0){printf("Can't open file %s\r\n", argv[1]);return -1;}retvalue = write(fd, writebuf, sizeof(writebuf));close(fd);return 0;}

九、测试

# lsled.ko led_app## ls /dev/lq-led -lls: /dev/lq-led: No such file or directory# insmod led.konewchrdev major=248,minor=0gpioled node find!led-gpio num = 3# ls /dev/lq-led -lcrw-rw---- 1 rootroot248, 0 Jan 1 00:06 /dev/lq-led# random: nonblocking pool is initialized# rmmod led.ko# ls /dev/lq-led -lls: /dev/lq-led: No such file or directory# insmod led.konewchrdev major=248,minor=0gpioled node find!led-gpio num = 3# ls /dev/lq-led -lcrw-rw---- 1 rootroot248, 0 Jan 1 00:07 /dev/lq-led# ./led_app /dev/lq-led 1led_open!led_write!databuf = 1led_release!# ./led_app /dev/lq-led 0led_open!led_write!databuf = 0led_release!# ./led_app /dev/lq-led 1led_open!led_write!databuf = 1led_release!# ./led_app /dev/lq-led 0led_open!led_write!databuf = 0led_release!# rmmod led.ko# ls /dev/lq-led -lls: /dev/lq-led: No such file or directory#

十、特别说明

1、使用platform总线驱动和设备树节点匹配成功后，struct platform_device结构体变量中保存设备树节点相关信息。具体信息如下：

struct platform_device---》struct devicedev;---》struct device_node*of_node;/* of_node 中保存着设备树相关信息*/

十一、总结

platform总线是驱动分层和分离思想的产物。

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