Linux平台设备框架驱动-linux平台设备和平台驱动的区别

Linux平台设备框架驱动

  平台设备框架(platform)是将一个驱动分为设备层和驱动层两个部分，通过总线模型将设备和驱动进行绑定。在系统中每注册一个设备，都会与之匹配一个驱动，同样的，每注册一个驱动也会与之匹配一个设备。

通常 Linux 设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上，对于本身依附于 PCI、 USB、 I2 C、 SPI 等的设备而言，这自然不是问题，但是在嵌入式系统里面， SOC 系统中集成的独立的外设控制器、挂接在 SOC 内存空间的外设等却不依附于此类总线。

基于总线框架的模型结构，Linux下就衍生了平台设备框架模型(platform)，平台设备总线是一种虚拟总线，称为platform总线。对应的设备层称为platform_device；驱动层称为platform_driver。设备层和驱动层通过平台设备总线进行匹配管理。

1.平台设备框架特性

平台模型采用了分层结构，把一个设备驱动程序分成了两个部分：

平台设备（ platform_device）和平台驱动（ platform_driver）。

平台设备将设备本身的资源注册进内核，可以由内核统一管理。

将硬件资源和驱动接口分离，编译代码的维护与移植。

2.平台设备总线相关接口函数

2.1 设备层接口函数

  每个设备的系统通过设备结构体struct platform_device保存。结构体原型在 include/linux/platform_devcie.h 中定义。

复制struct platform_device { const char * name; //设备名字，驱动层和设备层匹配标志 int id;//通常填-1 struct device dev;//设备结构体信息 u32 num_resources;//资源个数 struct resource * resource;//资源内容 const struct platform_device_id *id_entry; /* MFD cell pointer */ struct mfd_cell *mfd_cell; /* arch specific additions */ struct pdev_archdata archdata; }; struct device dev结构信息

struct device dev 结构体是用来实现设备模型的。这个结构体中成员比较多，结构体原型在 include/linux/devcie.h 中定义。我们常关心的是其中的两个成员：

平台数据指针： void *platform_data;

资源释放函数： void (*release)(struct device *dev);

平台数据指针platform_data是一个void *类型指针，可以向驱动层传递任意数据，release资源释放函数接口在设备层一定要自己实现，否则在设备层释放资源时会报错。

以下列举其中几个成员结构： 复制struct device { const char *init_name; /*逻辑设备的名字*/ struct device_type *type; /* 设备类型 */ struct bus_type *bus; /* 设备所属的总线类型 */ struct device_driver *driver;/* 指向开辟 struct device 结构 driver 指针*/ void *platform_data; /* 平台设备指针 */ dev_t devt; /* 存放设备号 dev_t,creates the sysfs”dev” */ struct class *class; /* 设备所属类*/ void (*release)(struct device *dev);/*设备资源释放函数*/ }; struct resource * resource结构信息   struct resource * resource 结构体是用来保存设备资源内容信息。该结构体定义位置： include/linux/ioport.h 复制struct resource { resource_size_t start; //资源起始地址 resource_size_t end; //资源结构地址 const char *name;//资源名字 unsigned long flags;//资源类型 struct resource *parent, *sibling, *child; }; 设备层注册函数 复制int platform_device_register(struct platform_device *pdev) 函数功能： 注册平台设备； 形参： pdev –设备结构体； 返回值： 成功返回0，失败返回其它值； 设备层注销函数 复制void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev) 函数功能： 注册平台设备； 形参： pdev –设备结构体； 向内核添加多个设备 复制int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num) 函数功能： 向内核注册多个设备； 形参： pdev –设备结构体；    num – 注册的设备个数 返回值： 成功返回0，失败返回其它值； 2.2 驱动层接口函数

驱动层通过struct platform_driver 结构体保存相关信息，结构体定义位置： include/linux/devcie.h

在该结构体中必须要实现接口函数：

资源匹配函数：int (*probe)(struct platform_device *)

资源释放函数：int (*remove)(struct platform_device *);

驱动资源结构体：struct device_driver driver;

一个驱动层可匹配多个设备层，若想同时匹配多个设备层，则通过id_table 指针完成匹配。 复制struct platform_driver { int (*probe)(struct platform_device *);//资源匹配函数 int (*remove)(struct platform_device *);//资源释放函数 void (*shutdown)(struct platform_device *); int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state); int (*resume)(struct platform_device *); struct device_driver driver;//驱动资源结构体 const struct platform_device_id *id_table;//匹配多多设备时需要填写 }; struct device_driver driver 结构信息

  struct device_driver driver 结构体中有个成员name必须要填写，当没有实现id_table指针时，设备层和驱动层就是通过该成员完成资源匹配。

复制struct device_driver { const char *name; //资源匹配参数 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; 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; }; const struct platform_device_id *id_table 结构信息

  该结构也是用于匹配设备资源，一个驱动层可以同时匹配多个设备层。

复制struct platform_device_id { char name[PLATFORM_NAME_SIZE]; //资源匹配参数 kernel_ulong_t driver_data __attribute__((aligned(sizeof(kernel_ulong_t)))); //匹配设备层的 void *platform_data数据 }; 驱动层注册和注销函数 复制//驱动注册函数 int platform_driver_register(struct platform_driver *drv) //驱动注销函数 void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)

3.平台设备框架应用示例

3.1 设备层注册示例

设备层注册步骤：

填充struct device结构体，填写设备资源信息struct resource * resource；

调用设备层注册函数platform_device_register()；

注销时调用注销函数platform_device_unregister； 复制#include #include #include #include #include #include #include #include #include static void platform_release(struct device *dev) { printk(“资源释放完成n”); } static struct resource resource[]= { [0]={ .start=EXYNOS4X12_GPM4(0), .end=EXYNOS4X12_GPM4(0), .name=”led1″, .flags=IORESOURCE_MEM }, [1]={ .start=EXYNOS4X12_GPM4(1), .end=EXYNOS4X12_GPM4(1), .name=”led2″, .flags=IORESOURCE_MEM }, }; struct platform_device pdev= { .name=”led_dev”, .id=-1, .dev= { .release=platform_release,//资源释放函数 }, .num_resources=sizeof(resource)/sizeof(resource[0]), .resource=resource, }; static int __init wbyq_platform_dev_init(void) { platform_device_register(&pdev); return 0; } /*驱动释放*/ static void __exit wbyq_platform_dev_cleanup(void) { /*注销设备层*/ platform_device_unregister(&pdev); } module_init(wbyq_platform_dev_init);//驱动入口函数 module_exit(wbyq_platform_dev_cleanup);//驱动出口函数 MODULE_LICENSE(“GPL”);//驱动注册协议 MODULE_AUTHOR(“it_ashui”); MODULE_DESCRIPTION(“Exynos4 platform_dev Driver”); 3.2 驱动层注册示例

驱动层注册步骤：

填充 struct platform_driver结构体，实现资源匹配函数和资源释放函数；

调用设备层注册函数platform_driver_register()；

注销时调用注销函数platform_driver_unregister； 复制#include #include #include #include #include #include #include #include #include static int platform_probe(struct platform_device *dev) { printk(“资源匹配成功n”); printk(“资源个数:%dn”,dev->num_resources); struct resource * resource=platform_get_resource(dev,IORESOURCE_MEM,0); if(resource) { printk(“资源名:%ststart=%xtend=%xn”,resource->name,resource->start,resource->end); } return 0; } static int platform_remove(struct platform_device *dev) { printk(“资源释放成功n”); return 0; } static struct platform_device_id id_table[]= { [0]= { .name=”led_dev” }, [1]= { .name=”tiny4412_dev” }, }; static struct platform_driver drv= { .probe=platform_probe, .remove=platform_remove, .driver= { .name=”platform_drv”, }, .id_table=id_table, }; static int __init wbyq_platform_drv_init(void) { platform_driver_register(&drv); printk(“驱动层平台设备注册成功n”); return 0; } /*驱动释放*/ static void __exit wbyq_platform_drv_cleanup(void) { /*注销设备层*/ platform_driver_unregister(&drv); printk(“驱动层平台设备注销成功n”); } module_init(wbyq_platform_drv_init);//驱动入口函数 module_exit(wbyq_platform_drv_cleanup);//驱动出口函数 MODULE_LICENSE(“GPL”);//驱动注册协议 MODULE_AUTHOR(“it_ashui”); MODULE_DESCRIPTION(“Exynos4 platform_drv Driver”); 3.3 Makefile文件 复制KER_ADD=/home/wbyq/src_pack/linux-3.5 all: make -C $(KER_ADD) M=`pwd` modules #arm-linux-gcc main.c -o app cp ./*.ko /home/wbyq/src_pack/rootfs/code make -C $(KER_ADD) M=`pwd` modules clean rm app -f obj-m +=platform_drv.o platform_dev.o platform_dev2.o

4 运行效效果