linux驱动开发 | platform

最新推荐文章于 2025-06-26 09:51:59 发布
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CC 4.0 BY-SA版权
分类专栏： 嵌入式Linux
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/myWorld001/article/details/107918062
本文深入讲解了Linux平台设备驱动的概念，包括其结构、工作原理及其实现方式。平台设备驱动通过将驱动和设备分离，提高了代码的重用性和模块化。文章详细介绍了platform_driver和platform_device的定义和使用，以及如何在驱动中实现probe函数和remove函数。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

一、基础知识

platform设备驱动，也叫平台设备驱动，讲的是驱动的分离与分层，大大提高了驱动的可重用性。主要分为以下三部分

  • 总线
  • 驱动
  • 设备

总线是不需要我们写的，这是内核提供的，我们需要完成的是驱动和设备

linux系统使用bus_type结构体表示总线，定义在include/linux/device.h
platform 总线是 bus_type 的一个具体实例，定义在文件 drivers/base/platform.c
写驱动的时候，首先定义一个platform_driver结构体变量，然后实现里面的结构体成员，
platform驱动还是基于字符设备驱动的基础上的

首先编写驱动，先定义一个platform_driver结构体，实现匹配方法和probe函数。在挂载驱动的时候，驱动的入口函数会向内核注册一个platform驱动，然后驱动进行匹配，如果是设备树的话，那就通过匹配表，对比compatible属性的值是否一致。如果没有设备树，那么就根据name属性与设备匹配，检测/sys/bus/platform/devices/下的设备是否与name名称一样。

然后编写设备，先定义platform_device结构体，这里并没有使用设备树来描述设备，下一次实验在改为使用设备树的platform。设备的name属性必须和驱动的name属性一致，否则会匹配不成功。

二、驱动编写

platform设备

#include <linux/ide.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>

/********************************************************************
 * leddevice.c
 * 作者：张亚胜
 * 版本：V1.0
 * 描述：led设备 platform设备
 * 其他：无
 * 网站：www.s123.xyz
 * 日志：出版V1.0 2020/8/10 张亚胜创建
 * ******************************************************************/

/* 寄存器的物理地址 */
#define CCM_CCGR1_BASE           (0x020c406c)   //时钟
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE   (0x020E0068)   //复用
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE   (0x020E02F4)   //电气属性
#define GPIO1_DR_BASE            (0x0209C000)   //数据
#define GPIO1_GDIR_BASE          (0x0209C004)   //方向
#define REGISTER_LENGTH          4


static void led_release(struct device *dev)
{
    printk("led device released!\r\n");
}

/* 设备资源信息 也就是led0所使用的寄存器 */
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,
    },
};

static struct platform_device leddevice = {
    .name = "imx6ul-led",
    .id = -1,
    .dev = {
        .release = &led_release,
    },
    .num_resources = ARRAY_SIZE(led_resources),
    .resource = led_resources,
};

static int __init leddevice_init(void)
{
    return platform_device_register(&leddevice);
}

static void __exit leddevice_exit(void)
{
    platform_device_unregister(&leddevice);
}


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

platform驱动编写

#include <linux/ide.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/platform_device.h>

/********************************************************************
 * led.c
 * 作者：张亚胜
 * 版本：V1.0
 * 描述：led platform驱动文件
 * 其他：无
 * 网站：www.s123.xyz
 * 日志：出版V1.0 2020/8/10 张亚胜创建
 * ******************************************************************/
#define LEDDEV_CNT 1
#define LEDDEV_NAME "platled"  /* 设备名字 */ 
#define LED_OFF 0       /* 关灯 */ 
#define LED_ON  1       /* 开灯 */ 

/* 映射后打寄存器虚拟地址指针 */
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设备结构体 */
struct leddev_dev{
    dev_t devid;            //设备号
    struct cdev cdev;       //字符设备
    struct class *class;    //节点类
    struct device *device;  //设备
    int major;              //主设备号
};

struct leddev_dev leddev;   //led 设备

//led操作函数
void led_switch(u8 sta)
{
    u32 val=0;
    if(sta == LED_ON){
        val = readl(GPIO1_DR);
        val &= ~(1<<3);//GPIO1_IO03 bit3清零
        writel(val,GPIO1_DR);
    }
    else if(sta == LED_OFF)
    {
        val = readl(GPIO1_DR);
        val |= (1<<3);
        writel(val,GPIO1_DR);
    }
}


static int led_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{
    filp->private_data = &leddev;
    return 0;
}


static ssize_t led_write(struct file *filp,const char __user *buf,size_t cnt,loff_t *offt)
{
    int retval=0;
    unsigned char databuf[1];
    unsigned char ledsta;

    retval = copy_from_user(databuf,buf,cnt);
    if(retval < 0){
        printk("kernel write failed!\r\n");
        return -EFAULT;
    }

    ledsta = databuf[0];
    led_switch(ledsta);
    return 0;
}


static struct file_operations led_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = led_open,
    .write = led_write,
};

static int __init 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!\r\n");

    /* 1.获取资源 */
    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 on\r\n");
            return -ENXIO;
        }
        ressize[i] = resource_size(ledsource[i]);
    }

    /* 2.获取寄存器的虚拟地址 */
    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]);

    /* 3.使能GPIO1时钟 */
    val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
    val &= ~(3<<26);/* bit26 27清零 */
    val |= (3<<26);/* 打开gpio1时钟 */
    writel(val,IMX6U_CCM_CCGR1);

    /* 3.设置复用功能 */
    writel(5,SW_MUX_GPIO1_IO03);//GPIO1_IO03
    /* 设置io属性 */
    writel(0x10B0,SW_PAD_GPIO1_IO03);
    /* 4.设置输出功能 */
    val = readl(GPIO1_GDIR);
    val &= ~(1<<3);/* 清零 */
    val |= (1<<3);/* 设置为输出 */
    writel(val,GPIO1_GDIR);

    /* 5.默认关闭led */
    val = readl(GPIO1_DR);
    val |= (1<<3);
    writel(val,GPIO1_DR);

    /* 6.注册字符设备驱动 */
    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);
    }
    /* 初始化cdev */
    leddev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&leddev.cdev,&led_fops);

    /* 添加一个cdev */
    cdev_add(&leddev.cdev,leddev.devid,LEDDEV_CNT);

    /* 创建一个类 */
    leddev.class = class_create(THIS_MODULE,LEDDEV_NAME);
    if(IS_ERR(leddev.class)){
        return PTR_ERR(leddev.class);
    }
    /* 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);
    }
    printk("led_probe ok\r\n");
    return 0;
}

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);
    unregister_chrdev_region(leddev.devid,LEDDEV_CNT);
    device_destroy(leddev.class,leddev.devid);
    class_destroy(leddev.class);
    return 0;
}

static struct platform_driver led_driver = {
    .driver = {
        .name = "imx6ul-led",
    },
    .probe = led_probe,
    .remove = led_remove,
};

static int __init leddriver_init(void)
{
    return platform_driver_register(&led_driver);
}

static void __exit leddriver_exit(void)
{
    platform_driver_unregister(&led_driver);
}



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

三、测试app

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
/********************************************************************
 * 文件名：ledApp.c
 * 作者：张亚胜
 * 版本：V1.0
 * 描述：platform驱动测试app
 * 其他：使用方法：./ledApp /dev/platled 0 //写0 关灯
 *              ./ledApp /dev/platled 1 //写1 开灯
 * 网站：www.s123.xyz
 * 日志：出版V1.0 2020/8/10 张亚胜创建
 * ******************************************************************/

/*
* @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,retval;
    char *filename;
    char buf[100];

    if(argc != 3){
        printf("params err!\r\n");
        return -1;
    }

    filename = argv[1];

    fd = open(filename,O_RDWR);
    if(fd<0){
        printf("file %s open err!\r\n",filename);
        return -1;
    }
    buf[0] = atoi(argv[2]);
    retval = write(fd,buf,1);
    if(retval < 0){
        printf("led control failed!\r\n");
        close(fd);
        return -1;
    }
    
    retval = close(fd);
    if(retval < 0){
        printf("file %s close failed!\r\n",filename);
        return -1;
    }
    return 0;
}

四、测试

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