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一、Platform平台初探

1.4、platform函数调用关系记录(无需彻底深入，大概搞懂即可)

一、Platform平台初探

1.1、platform平台与platform_device/platform_driver关系

在上一节通过面向对象的思想，实现了上下分层和左右分离。

上下分层 - 上层驱动与下层硬件分开
左右分离 - 把下层的硬件再分成硬件资源(指定引脚)与硬件操作(引脚配置)

其实这个时候已经有platform的味道了，只是没有说明而已。我们把上层驱动抽象成一个platform_driver结构体，硬件资源和硬件操作抽象成platform_device结构体，这样就构成了Platform平台。

即，

platform_device来指定资源
platform_driver来指定驱动

引入 platform_device和platform_driver，你可能会说这似乎看起来跟上一节也差不多嘛，不过是加了一层platform的外衣罢了。它的作用无非也是将“资源”与“驱动”分离开来，当修改引脚只需要修改资源，而驱动不需要动。莫慌，莫慌，循序渐进嘛，做这一切都是为了给后面的主角做铺垫 - 设备树。而设备树跟platform思想及调用手段是那么的相像，我们怎么能有理由先去了解一下Platform呢？

1.2、platform平台虚拟总线

为了更好的管理Platform这个平台，Linux引入了总线(bus)、驱动(driver)和设备(device)模型。可以类比I2C、 SPI、 USB 等总线，编写相应的驱动文件，挂载相应的设备。

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 这个虚拟总线的概念。

1.3、platform平台匹配规则

总线有了，我们可以把设备和驱动程序都挂上去(注册进内核)，但是我们的设备可不止一个呀，同样驱动也不止一个呀。那么问题也就来了， platform_device和platform_driver该如何对应呢，或者说该如何进行匹配呢？我们看图学习。

1.3.1 匹配规则

最先比较： platform_device. driver_override 和 platform_driver.driver.name
- 可以设置 platform_device 的 driver_override，强制选择某个 platform_driver。
然后比较： platform_device. name 和 platform_driver.id_table[i].name
- Platform_driver.id_table 是“platform_device_id”指针，表示该 drv 支持若干个 device，它里面列出了各个 device 的{.name, .driver_data}，其中的“name”表示该 drv 支持的设备的名字， driver_data 是些提供给该 device 的私有数据。
最后比较： platform_device.name 和 platform_driver.driver.name
- platform_driver.id_table 可能为空，这时可以根据 platform_driver.driver.name 来寻找同名的 platform_device。

1.3.2 上面只是系统规定的匹配顺序，但是实际使用中匹配的常用顺序是

①、直接比较驱动和设备的 name 字段，毕竟这种方式最简单了；
②、然后是id_table的名字；
③、最后才是driver_override。

当设备和驱动匹配成功以后，platform_driver里面的probe 成员函数就会执行，probe成员函数执行的内容便是我们熟悉的驱动程序，这样便把驱动和设备对应了起来！

1.4、platform函数调用关系记录(无需彻底深入，大概搞懂即可)

platform_device_register
	platform_device_add
		device_add
			bus_add_device // 放入链表
			bus_probe_device // probe 枚举设备，即找到匹配的(dev, drv)
				device_initial_probe
					__device_attach
						bus_for_each_drv(...,__device_attach_driver,...)
							__device_attach_driver
								driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
								driver_probe_device // 调用 drv 的 probe





platform_driver_register
	__platform_driver_register
		driver_register
			bus_add_driver // 放入链表
				driver_attach(drv)
					bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);
						__driver_attach
							driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
							driver_probe_device // 调用 drv 的 probe

二、编写程序

编程步骤如下：

分配/设置/注册 platform_device 结构体
- 在里面定义所用资源，指定设备名字。
分配/设置/注册 platform_driver 结构体
- 在其中的 probe 函数里，分配/设置/注册 file_operations 结构体，
- 并从 platform_device 中确实所用硬件资源。
- 指定 platform_driver 的名字。

程序框架如下：

平台设备platform_deviceboard_A_led.c



#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include "led_resource.h"


static void led_dev_release(struct device *dev)
{
}

static struct resource resources[] = {
	{
		.start = GROUP_PIN(3,1),
		.flags = IORESOURCE_IRQ,
		.name = "led_pin",
	},
	{
		.start = GROUP_PIN(5,8),
		.flags = IORESOURCE_IRQ,
		.name = "led_pin",
	},
};

static struct platform_device board_A_led_dev = {
	.name = "led",
	.num_resources = ARRAY_SIZE(resources), //得到资源个数
	.resource = resources, //具体资源信息定义在了结构体里
	.dev = {
		.release = led_dev_release,//必须加上release不然unregister的时候会有警告！
	},
};

static int __init led_dev_init(void)
{
    int err;
    
    err = platform_device_register(&board_A_led_dev);   
    
    return 0;
}

static void __exit led_dev_exit(void)
{
    platform_device_unregister(&board_A_led_dev);
}

module_init(led_dev_init);
module_exit(led_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

平台设备文件需要说明的是：

该文件单独编译成.ko文件，故需要入口函数、出口函数
在该文件中指定资源，所以资源是动态的。(操作几个引脚，以及操作哪几个引脚事先都已经不知道了)
通过platform_device结构体board_A_led_dev中的name成员决定与哪个驱动配对！

平台设备文件需要说明的是：

该文件单独编译成.ko文件，故需要入口函数、出口函数
在该文件中指定资源，所以资源是动态的。(操作几个引脚，以及操作哪几个引脚事先都已经不知道了)

平台驱动文件chipY_gpio.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include "led_opr.h"
#include "leddrv.h"
#include "led_resource.h"

static int g_ledpins[100];
static int g_ledcnt = 0;

static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化LED, which-哪个LED */       
{   
    //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
    
    printk("init gpio: group %d, pin %d\n", GROUP(g_ledpins[which]), PIN(g_ledpins[which]));
    switch(GROUP(g_ledpins[which]))
    {
        case 0:
        {
            printk("init pin of group 0 ...\n");
            break;
        }
        case 1:
        {
            printk("init pin of group 1 ...\n");
            break;
        }
        case 2:
        {
            printk("init pin of group 2 ...\n");
            break;
        }
        case 3:
        {
            printk("init pin of group 3 ...\n");
            break;
        }
    }
    
    return 0;
}

static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */
{
    //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off");
    printk("set led %s: group %d, pin %d\n", status ? "on" : "off", GROUP(g_ledpins[which]), PIN(g_ledpins[which]));

    switch(GROUP(g_ledpins[which]))
    {
        case 0:
        {
            printk("set pin of group 0 ...\n");
            break;
        }
        case 1:
        {
            printk("set pin of group 1 ...\n");
            break;
        }
        case 2:
        {
            printk("set pin of group 2 ...\n");
            break;
        }
        case 3:
        {
            printk("set pin of group 3 ...\n");
            break;
        }
    }

    return 0;
}

static struct led_operations board_demo_led_opr = {
    .init = board_demo_led_init,
    .ctl  = board_demo_led_ctl,
};

static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct resource *res;
    int i = 0;

    while (1)
    {
		/* 获取第i个资源 */
        res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i++);
        if (!res)
            break;
        
		/* 记录引脚 */
        g_ledpins[g_ledcnt] = res->start;
		/* 调用device_create，注意不能直接调用device_create，因为需要用到device_class，所以封装了led_class_create_device函数*/
        led_class_create_device(g_ledcnt);
        g_ledcnt++;
    }
    return 0;
    
}

static int chip_demo_gpio_remove(struct platform_device *pdev)
{
    struct resource *res;
    int i = 0;

    while (1)
    {
        res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i);
        if (!res)
            break;
        
		/* 调用device_destroy*/
        led_class_destroy_device(i);
        i++;
        g_ledcnt--;
    }
    return 0;
}


static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver = {
    .probe      = chip_demo_gpio_probe,
    .remove     = chip_demo_gpio_remove,
    .driver     = {
        .name   = "led",
    },
};

static int __init chip_demo_gpio_drv_init(void)
{
    int err;
    
    err = platform_driver_register(&chip_demo_gpio_driver); 
    register_led_operations(&board_demo_led_opr);
    
    return 0;
}

static void __exit chip_demo_gpio_drv_exit(void)
{
    platform_driver_unregister(&chip_demo_gpio_driver);
}

module_init(chip_demo_gpio_drv_init);
module_exit(chip_demo_gpio_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

平台驱动文件需要说明的

该文件单独编译成.ko文件，故需要入口函数、出口函数
通过platform_driver结构体chip_demo_gpio_driver中的driver.name成员决定与哪个设备配对！
probe函数获取资源，记录引脚，同时创建设备。
- 注意不能直接调用device_create，因为需要用到device_class，所以在驱动文件leddrv.c中封装了led_class_create_device函数。销毁led_class_destroy_device也是同样的道理！
- 这样也就意味着，chipY_gpio.c依赖leddrv.c文件，故需要先加载leddrv.c文件
还需要注意的一点，在平台驱动加载的入口函数里，获取了led_operations结构体board_demo_led_opr，这一次不像上一节在驱动文件leddrv.c中获得。led_operations结构体定义平台驱动chipY_gpio.c中，如果仍在leddrv.c中获得的话，也就意味着leddrv.c依赖chipY_gpio.c，这两个互相依赖，那岂不是会出错了！！！
- 由于不再需要get_board_led_opr函数，所以本例程直接删除了！
- 由于驱动文件需要led_operations结构体，所以最好的办法就是在驱动文件leddrv.c中创建一个类似上面设备创建和销毁的注册函数，于是就有了register_led_operations函数！

这里再补充一下关于Platform_device中指定资源的两种方式

①、构造resource结构体(必须构造 start flags name 等成员)
- start 表示起始地址
- flags表示是哪一类资源
②、在私有数据中存放（可以存放任何类型的数据，自由度比较大）

驱动文件leddrc.c

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include "led_opr.h"


/* 1. 确定主设备号                                                                 */
static int major = 0;
static struct class *led_class;
struct led_operations *p_led_opr;


#define MIN(a, b) (a < b ? a : b)


void led_class_create_device(int minor)
{
	device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, minor), NULL, "led%d", minor); /* /dev/led0,1,... */
}
void led_class_destroy_device(int minor)
{
	device_destroy(led_class, MKDEV(major, minor));
}
void register_led_operations(struct led_operations *opr)
{
	p_led_opr = opr;
}

/*该程序是个ko文件，别的ko需要用到该程序里的函数时，需要使用EXPORT_SYMBOL导出，也就意味着产生了依赖关系！*/
EXPORT_SYMBOL(led_class_create_device);
EXPORT_SYMBOL(led_class_destroy_device);
EXPORT_SYMBOL(register_led_operations);


/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体                   */
static ssize_t led_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	return 0;
}

/* write(fd, &val, 1); */
static ssize_t led_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	char status;
	struct inode *inode = file_inode(file);
	int minor = iminor(inode);
	
	err = copy_from_user(&status, buf, 1);

	/* 根据次设备号和status控制LED */
	p_led_opr->ctl(minor, status);
	
	return 1;
}

static int led_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
	int minor = iminor(node);
	
	/* 根据次设备号初始化LED */
	p_led_opr->init(minor);
	
	return 0;
}

static int led_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
	return 0;
}

/* 2. 定义自己的file_operations结构体                                              */
static struct file_operations led_drv = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.open    = led_drv_open,
	.read    = led_drv_read,
	.write   = led_drv_write,
	.release = led_drv_close,
};

/* 4. 把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序                                */
/* 5. 谁来注册驱动程序啊？得有一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数 */
static int __init led_init(void)
{
	int err;
	
	major = register_chrdev(0, "led", &led_drv);  /* /dev/led */

	led_class = class_create(THIS_MODULE, "led_class");
	err = PTR_ERR(led_class);
	if (IS_ERR(led_class)) {
		unregister_chrdev(major, "led");
		return -1;
	}
	
	return 0;
}

/* 6. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数           */
static void __exit led_exit(void)
{
	class_destroy(led_class);
	unregister_chrdev(major, "led");
}


/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */

module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

驱动程序leddrv.c需要说明的

该程序是个ko文件，别的ko需要用到该程序里的函数时，需要使用EXPORT_SYMBOL导出！同时需要在对应.h文件中声明！

Makefile

KERN_DIR = /home/clay/linux/qemu/kernel/100ask_imx6ull-qemu/linux-4.9.88

all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
	$(CROSS_COMPILE)gcc -o ledtest ledtest.c 

clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order
	rm -f ledtest


# 编译生成3个.ko文件

obj-m += leddrv.o chipY_gpio.o board_A_led.o

Makefile需要提醒的

最后一行，因为这一次是编译成3个ko文件！

关于应用程序和相应的.h文件，没有什么需要说的，一并附在下面

leddrv.h

#ifndef _LEDDRV_H
#define _LEDDRV_H

#include "led_opr.h"

void led_class_create_device(int minor);
void led_class_destroy_device(int minor);
void register_led_operations(struct led_operations *opr);

#endif /* _LEDDRV_H */

led_opr.h

#ifndef _LED_OPR_H
#define _LED_OPR_H

struct led_operations {
	int (*init) (int which); /* 初始化LED, which-哪个LED */       
	int (*ctl) (int which, char status); /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */
};

#endif

ledtest.c


#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/*
 * ./ledtest /dev/led0 on
 * ./ledtest /dev/led0 off
 */
int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	char status;
	
	/* 1. 判断参数 */
	if (argc != 3) 
	{
		printf("Usage: %s <dev> <on | off>\n", argv[0]);
		return -1;
	}

	/* 2. 打开文件 */
	fd = open(argv[1], O_RDWR);
	if (fd == -1)
	{
		printf("can not open file %s\n", argv[1]);
		return -1;
	}

	/* 3. 写文件 */
	if (0 == strcmp(argv[2], "on"))
	{
		status = 1;
		write(fd, &status, 1);
	}
	else
	{
		status = 0;
		write(fd, &status, 1);
	}
	
	close(fd);
	
	return 0;
}

三、运行程序

编译程序没有问题后，运行qemu虚拟开发板，并做好准备工作！

拷贝所有的.ko和ledtest到NFS中

cp *.ko ledtest ~/linux/qemu/NFS/

在qemu终端，加载ko文件，需要注意的是，因为有依赖关系，所以顺序需要确定！board_A_led.ko文件没有依赖，所以在前在后无所谓！而chipY_gpio.ko依赖leddrv.ko，故需要先加载leddrv.ko！

insmod board_A_led.ko
insmod leddrv.ko
insmod chipY_gpio.ko

在qemu中加载最后一个模块时，会出现下面的提示信息，但是ctrl+c之后，似乎测试还是可以用的，不知道是怎么回事。知道的朋友，可以在下面留言一起探讨！

在qemu终端，运行应用程序打开LED0

./ledtest /dev/led0 on

led0对应的就是GPIO3_IO1引脚。

在qemu终端，运行应用程序打开LED1

./ledtest /dev/led1 on

【嵌入式Linux驱动开发】六、platform 平台驱动模型之总线 - 设备 - 驱动

文章目录

一、Platform平台初探

1.1、platform平台与platform_device/platform_driver关系

1.2、platform平台虚拟总线

1.3、platform平台匹配规则

1.3.1 匹配规则

1.3.2 上面只是系统规定的匹配顺序，但是实际使用中匹配的常用顺序是

1.4、platform函数调用关系记录(无需彻底深入，大概搞懂即可)

二、编写程序

三、运行程序

【正點原子I.MX6ULL驅動開發學習筆記】二、配置交叉編譯工具鏈，編譯U-boot和Linux內核源碼

【正點原子I.MX6ULL驅動開發學習筆記】一、基礎環境搭建，快速啓動開發板

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