Linux学习 ： 总线-设备-驱动模型

　　platform总线是一种虚拟的总线，相应的设备则为platform_device，而驱动则为platform_driver。Linux 2.6的设备驱动模型中，把I2C、RTC、LCD等都归纳为platform_device。总线将设备和驱动绑定，在系统每注册一个设备的时候，会寻找与之匹配的驱动；相反的，在系统每注册一个驱动的时候，会寻找与之匹配的设备，而匹配由总线完成。

　　platform_match函数首先判断是否有id_table，如果有则使用id_table来进行匹配，否则，判断platform_device和platform_driver成员里的name，如果二者的name字段相同则匹配，如果匹配则调用platform_driver的probe函数，其中对资源进行get、ioremap再注册驱动。

LED总线设备驱动模型程序示例：

1.device:主要设置硬件相关资源

/*led_dev.c*/
#include <linux/module.h>
#include <linux/version.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serial_core.h>
#include <linux/platform_device.h>


/* 分配/设置/注册一个platform_device */

static struct resource led_resource[] = {
    [0] = {
        .start = 0x56000050,  //led控制寄存器地址
        .end   = 0x56000050 + 8 - 1,
        .flags = IORESOURCE_MEM, //内存资源
    },
    [1] = {
        .start = 5, //设置引脚号
        .end   = 5,
        .flags = IORESOURCE_IRQ, //中断资源
    }
};

static void led_release(struct device * dev)
{
　　//框架需求要设置一个release函数，不然会报错
}

static struct platform_device led_dev = {
    .name         = "myled",
    .id       = -1,
    .num_resources    = ARRAY_SIZE(led_resource),
    .resource     = led_resource,
    .dev = { 
        .release = led_release, 
    },
};

static int led_dev_init(void)
{
    platform_device_register(&led_dev); //注册平台设备
    return 0;
}

static void led_dev_exit(void)
{
    platform_device_unregister(&led_dev);
}

module_init(led_dev_init);
module_exit(led_dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

2.driver:注册平台驱动，匹配上设备后调用probe函数：获取device资源，分配、设置、注册字符设备，实现对设备的操作函数(open,read,write)

/*led_drv.c*/

/* 分配/设置/注册一个platform_driver */

#include <linux/module.h>
#include <linux/version.h>

#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/pm.h>
#include <linux/sysctl.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>

static int major;


static struct class *cls;
static volatile unsigned long *gpio_con;
static volatile unsigned long *gpio_dat;
static int pin;

static int led_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    //printk("first_drv_open\n");
    /* 配置为输出 */
    *gpio_con &= ~(0x3<<(pin*2));
    *gpio_con |= (0x1<<(pin*2));
    return 0;    
}

static ssize_t led_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
    int val;

    //printk("first_drv_write\n");

    copy_from_user(&val, buf, count); //    copy_to_user();

    if (val == 1)
    {
        // 点灯
        *gpio_dat &= ~(1<<pin);
    }
    else
    {
        // 灭灯
        *gpio_dat |= (1<<pin);
    }
    
    return 0;
}


static struct file_operations led_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,    /* 这是一个宏，推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
    .open   =   led_open,     
    .write    =    led_write,       
};

static int led_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct resource        *res;

    /* 根据platform_device的资源进行ioremap */
    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
    gpio_con = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1);
    gpio_dat = gpio_con + 1;

    res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);
    pin = res->start;

    /* 注册字符设备驱动程序 */

    printk("led_probe, found led\n");

    major = register_chrdev(0, "myled", &led_fops);
　　//第一个参数指定类的所有者是哪个模块，第二个参数指定类名。
    cls = class_create(THIS_MODULE, "myled");
　　//第一个参数指定所要创建的设备所从属的类，第二个参数是这个设备的父设备，如果没有就指定为NULL，第三个参数是设备号，第四个参数是供回调使用的数据，第五个参数是设备名字。
    class_device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "led"); /* 自动创建设备节点/dev/led(也可手动mknod)，新版为device_create(...)*/
    
    return 0;
}

static int led_remove(struct platform_device *pdev)
{
    /* 卸载字符设备驱动程序 */
    /* iounmap */
    printk("led_remove, remove led\n");

    class_device_destroy(cls, MKDEV(major, 0));
    class_destroy(cls);
    unregister_chrdev(major, "myled");
    iounmap(gpio_con);
    
    return 0;
}


struct platform_driver led_drv = {
    .probe        = led_probe,
    .remove        = led_remove,
    .driver        = {
        .name    = "myled",
    }
};


static int led_drv_init(void)
{
    platform_driver_register(&led_drv);
    return 0;
}

static void led_drv_exit(void)
{
    platform_driver_unregister(&led_drv);
}

module_init(led_drv_init);
module_exit(led_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

3.测试应用程序：

/*led_test.c*/
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

/* led_test on
 * led_test off
 */
int main(int argc, char **argv)
{
    int fd;
    int val = 1;
    fd = open("/dev/led", O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        printf("can't open!\n");
    }
    if (argc != 2)
    {
        printf("Usage :\n");
        printf("%s <on|off>\n", argv[0]);
        return 0;
    }

    if (strcmp(argv[1], "on") == 0)
    {
        val  = 1;
    }
    else
    {
        val = 0;
    }
    
    write(fd, &val, 4);
    return 0;
}

4.Makefile

KERN_DIR = /work/system/linux-2.6.22.6

all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 

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

obj-m    += led_drv.o
obj-m    += led_dev.o