Linux 设备树下的 platform 驱动示例

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已于 2022-04-19 10:44:12 修改

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文章标签： arm linux vscode c++ 功能测试

于 2022-04-18 18:27:00 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/shengnan89/article/details/124255544

本文详细介绍了Linux内核中的platform驱动框架，包括platform设备、驱动及它们之间的匹配方式，如OF匹配、ACPI匹配、id_table匹配和name匹配。通过示例展示了如何在设备树下实现platform驱动，包括设备节点获取、GPIO操作以及驱动的probe和remove函数。平台驱动主要关注驱动和设备的匹配以及设备的控制操作。

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1、简介

基于总线、设备和驱动这样的驱动框架，Linux 内核提出来 platform 这个虚拟总线，相应的也有 platform 设备和 platform 驱动。

Linux 总线设备和驱动模式

2、platform_match函数

在drivers/base/platform.c的platform_match函数

/**
 * 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 */
	if (pdev->driver_override)
		return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name);

	/* Attempt an OF style match first */
	if (of_driver_match_device(dev, drv))
		return 1;

	/* Then try ACPI style match */
	if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
		return 1;

	/* Then try to match against the id table */
	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);
}

可以看出驱动和设备的匹配有四种方法

of_driver_match_device(dev, drv)

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。

acpi_driver_match_device(dev, drv)

第二种匹配方式，ACPI 匹配方式。

if (pdrv->id_table)
 return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;

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。

return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);

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、设备树下的platform驱动框架


#define GPIOLED_CNT 1
#define GPIOLED_NAME "dtsplatled"
#define LEDOFF 0
#define LEDON 1

/* gpioled设备结构体 */
struct gpioled_dev
{
    dev_t devid;
    int major;
    int minor;
    struct cdev cdev;
    struct class *class;
    struct device *device;
    struct device_node *nd;
    int led_gpio;
};

struct gpioled_dev gpioled; /* LED */

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

static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;

    return 0;
}

static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf,
                         size_t count, loff_t *ppos)
{
    int ret;
    unsigned char databuf[1];
    struct gpioled_dev *dev = filp->private_data;

  

    return 0;
}

/* 操作集 */
static const struct file_operations led_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .write = led_write,
    .open = led_open,
    .release = led_release,
};


/*platform 驱动的 probe 函数，当驱动与设备匹配以后此函数就会执行*/
static int led_probe(struct platform_device *dev)
{
    printk("led driver and device was matched!\r\n");

    int ret = 0;

    /* 1.申请设备号 */
   ...code...
    /* 2,初始化cdev */
  ...code...

    /* 3,添加cdev */
  ...code...

    /* 4、创建类 */
   ...code...

    /* 5,创建设备  */
   ...code...


    /* 1，获取设备节点 */
    gpioled.nd = dev->dev.of_node;

    /* 2, 获取LED所对应的GPIO */
    gpioled.led_gpio = of_get_named_gpio(gpioled.nd, "led-gpios", 0);
    if (gpioled.led_gpio < 0)
    {

    }

    /* 3,申请IO */
    ret = gpio_request(gpioled.led_gpio, "led-gpio");
    if (ret)
    {

    }

    /* 4,使用IO，设置为输出 */
    ret = gpio_direction_output(gpioled.led_gpio, 1);
    if (ret)
    {

    }

    /* 5,输出底电平，点亮LED灯*/
    gpio_set_value(gpioled.led_gpio, 0);

    return 0;

}

static int led_remove(struct platform_device *dev)
{
    printk("led remove\r\n");

    /* 关灯 */
    gpio_set_value(gpioled.led_gpio, 1);

    /* 注销字符设备驱动 */
...code...

    /* 释放IO */
    gpio_free(gpioled.led_gpio);

    return 0;
}

struct of_device_id led_of_match[] = {
    {.compatible = "alientek,gpioled"},
    {/*Sentinel*/},

};

struct platform_driver led_driver = {
    .driver = {
        .name = "imx6ull-led",          /*无设备树和设备进行匹配，驱动名字*/
        .of_match_table = led_of_match, /*设备树匹配表*/
    },
    .probe = led_probe,
    .remove = led_remove,
};

/*驱动加载*/
static int __init leddriver_init(void)
{
    return platform_driver_register(&led_driver);
}

/*驱动卸载*/
static void __exit leddriver_exit(void)
{
    platform_driver_unregister(&led_driver);
}

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

注意：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。