芯耀
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公眾號：嵌入式攻城獅（ID：andyxi_linux）
作者：安迪西
本文介紹如何使用platform驅動框架來編寫一個LED燈驅動，采用自定義platform_device的方式來編寫LED的設備信息。需要編寫一個驅動模塊（platform驅動程序）和一個設備模塊（platform設備信息）。當這兩個模塊都加載成功后就會匹配成功，然后platform驅動模塊中的probe函數(shù)就會執(zhí)行
1. platform設備程序編寫
platform設備信息框架如下圖所示
新建設備文件leddevice.c，并根據(jù)上面的框架圖，編寫設備信息程序
/* 寄存器地址定義 */
#define CCM_CCGR1_BASE (0X020C406C)
#define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE (0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE (0X020E02F4)
#define GPIO1_DR_BASE (0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR_BASE (0X0209C004)
#define REGISTER_LENGTH 4
/* 釋放 flatform 設備模塊 */
static void led_release(struct device *dev) {
printk("led device released!rn");
}
/* 設備資源信息，即LED0所使用的所有寄存器 */
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,
},
};
/* platform 設備結構體 */
static struct platform_device leddevice = {
.name = "imx6ul-led",
.id = -1,
.dev = {
.release = &led_release,
},
.num_resources = ARRAY_SIZE(led_resources),
.resource = led_resources,
};
/* 設備模塊加載 */
static int __init leddevice_init(void) {
return platform_device_register(&leddevice);
}
/* 設備模塊注銷 */
static void __exit leddevice_exit(void) {
platform_device_unregister(&leddevice);
}
module_init(leddevice_init);
module_exit(leddevice_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
2. platform驅動程序編寫
platform驅動框架如下圖所示：platform驅動并不是獨立于字符設備、塊設備和網(wǎng)絡設備驅動之外的另一種類型驅動，它只是為了驅動的分離與分層而提出來的一種框架，其驅動的具體實現(xiàn)還是需要字符設備、塊設備或網(wǎng)絡設備驅動
新建設備文件leddriver.c，并根據(jù)上面的框架圖，編寫驅動程序
? 宏定義及設備結構體變量定義
/* 寄存器名 */
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 設備結構體 */
struct leddev_dev {
dev_t devid; //設備號
struct cdev cdev; //cdev
struct class *class; //類
struct device *device; //設備
int major; //設備號
};
struct leddev_dev leddev; //led 設備
? 字符設備驅動操作集函數(shù)實現(xiàn)
/* LED 打開或關閉 */
void led0_switch(u8 sta) {
u32 val = 0;
if(sta == LEDON){
val = readl(GPIO1_DR);
val &= ~(1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}else if(sta == LEDOFF){
val = readl(GPIO1_DR);
val|= (1 << 3);
writel(val, GPIO1_DR);
}
}
/* 打開設備 */
static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp) {
filp->private_data = &leddev; // 設置私有數(shù)據(jù)
return 0;
}
/* 向設備寫數(shù)據(jù) */
static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) {
int retvalue;
unsigned char databuf[1];
unsigned char ledstat;
retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);
if(retvalue < 0) {
return -EFAULT;
}
ledstat = databuf[0]; //獲取狀態(tài)值
if(ledstat == LEDON) {
led0_switch(LEDON); //打開LED燈
}else if(ledstat == LEDOFF) {
led0_switch(LEDOFF); //關閉LED燈
}
return 0;
}
/* 設備操作函數(shù) */
static struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.write = led_write,
};
? probe函數(shù)中，初始化IO并注冊字符設備
/* platform驅動的 probe 函數(shù) */
static int 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!rn");
/* 1、獲取資源 */
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 onn");
return -ENXIO;
}
ressize[i] = resource_size(ledsource[i]);
}
/* 2、初始化 LED */
/* 寄存器地址映射 */
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]);
val = readl(IMX6U_CCM_CCGR1);
val &= ~(3 << 26); /* 清除以前的設置 */
val |= (3 << 26); /* 設置新值 */
writel(val, IMX6U_CCM_CCGR1);
/* 設置 GPIO1_IO03 復用功能，將其復用為 GPIO1_IO03 */
writel(5, SW_MUX_GPIO1_IO03);
writel(0x10B0, SW_PAD_GPIO1_IO03);
/* 設置 GPIO1_IO03 為輸出功能 */
val = readl(GPIO1_GDIR);
val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的設置 */
val |= (1 << 3); /* 設置為輸出 */
writel(val, GPIO1_GDIR);
/* 默認關閉 LED1 */
val = readl(GPIO1_DR);
val |= (1 << 3) ;
writel(val, GPIO1_DR);
/* 注冊字符設備驅動 */
/*1、創(chuàng)建設備號 */
if (leddev.major) { /* 定義了設備號 */
leddev.devid = MKDEV(leddev.major, 0);
register_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);
} else { /* 沒有定義設備號 */
alloc_chrdev_region(&leddev.devid, 0, LEDDEV_CNT, LEDDEV_NAME);
leddev.major = MAJOR(leddev.devid);
}
/* 2、初始化 cdev */
leddev.cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&leddev.cdev, &led_fops);
/* 3、添加一個 cdev */
cdev_add(&leddev.cdev, leddev.devid, LEDDEV_CNT);
/* 4、創(chuàng)建類 */
leddev.class = class_create(THIS_MODULE, LEDDEV_NAME);
if (IS_ERR(leddev.class)) {
return PTR_ERR(leddev.class);
}
/* 5、創(chuàng)建設備 */
leddev.device=device_create(leddev.class,NULL,leddev.devid,NULL,LEDDEV_NAME);
if (IS_ERR(leddev.device)) {
return PTR_ERR(leddev.device);
}
return 0;
}? remove函數(shù)中，刪除設備/* platform驅動的 remove 函數(shù) */
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); /* 刪除 cdev */
unregister_chrdev_region(leddev.devid, LEDDEV_CNT);
device_destroy(leddev.class, leddev.devid);
class_destroy(leddev.class);
return 0;
}
? 填充platform驅動結構體，name變量要與platform設備結構體的name保持一致，用于和設備匹配
/* platform 驅動結構體 */
static struct platform_driver led_driver = {
.driver = {
.name = "imx6ul-led", /* 驅動名字，用于和設備匹配 */
},
.probe = led_probe,
.remove = led_remove,
};
? 驅動入口和出口函數(shù)中，注冊和卸載platform驅動
/* 驅動模塊加載函數(shù) */
static int __init leddriver_init(void) {
return platform_driver_register(&led_driver);
}
/* 驅動模塊卸載函數(shù) */
static void __exit leddriver_exit(void) {
platform_driver_unregister(&led_driver);
}
module_init(leddriver_init);
module_exit(leddriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
3. 測試程序編寫
新建測試文件platformledAPP.c，并編寫程序
int main(int argc, char *argv[]) {
int fd, retvalue;
char *filename;
unsigned char databuf[2];
if(argc != 3){
printf("Error Usage!rn");
return -1;
}
filename = argv[1];
/* 打開 led 驅動 */
fd = open(filename, O_RDWR);
if(fd < 0){
printf("file %s open failed!rn", argv[1]);
return -1;
}
databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要執(zhí)行的操作：打開或關閉 */
retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));
if(retvalue < 0){
printf("LED Control Failed!rn");
close(fd);
return -1;
}
retvalue = close(fd); /* 關閉文件 */
if(retvalue < 0){
printf("file %s close failed!rn", argv[1]);
return -1;
}
return 0;
}
4. 編譯測試
? 編譯驅動程序：當前目錄下創(chuàng)建Makefile文件，并make編譯
KERNELDIR := /home/andyxi/linux/kernel/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_andyxi
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
obj-m := leddevice.o leddriver.o
build: kernel_modules
kernel_modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
clean:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
? 編譯測試程序：無需內核參與，直接編譯即可
arm-linux-gnueabihf-gcc platformledApp.c -o platformledApp
? 將兩個驅動文件和測試文件拷貝至rootfs/lib/modules/4.1.15后加載驅動，加載成功后，總線就會進行匹配
depmod #第一次加載驅動時，需使用“depmod”命令
modprobe leddevice.ko
modprobe leddriver.ko
? 根文件系統(tǒng)中/sys/bus/platform/目錄下保存著當前platform總線下的設備和驅動，子目錄devices為platform設備，子目錄drivers為platform驅動，設備模塊和驅動模塊加載成功后，會在相應目錄下找到對應的設備和驅動
? 使用以下命令打開或者關閉LED燈
./platformledAPP /dev/platled 1
./platformledAPP /dev/platled 0
