5.linux设备驱动模型：xbus、platform

2024-01-28 06:59
文章标签 linux 驱动 模型 设备 platform xbus

本文主要是介绍5.linux设备驱动模型：xbus、platform，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

目录

xbus：打造自属的驱动总线

buses_init()函数

bus_register()函数

device_register()函数

driver_register()函数

设备驱动模型框图

bus、dev、drv关系图

实验环节：xbus

xbus.c文件

xdev.c文件

xdrv.c文件

Makefile文件

执行过程

platform：虚拟的驱动总线

platform_bus_init()函数

platform_match()函数

platform_device_register()函数

platform_driver_register宏

platform_get_resource()函数

实验环节：platform

platform_device.c文件

platform_driver.c文件

Makefile文件

执行过程

xbus：打造自属的驱动总线

软件和硬件的代码分离，提高程序的复用性。

device：关联硬件代码

driver_devices：关联软件代码

bus_type：统一管理、设置match匹配规则（struct device和struct device_driver）

在struct bus_type里面设置1个链表头，将要管理的一系列struct device通过一个链表串联起来。

在struct bus_type里面设置另1个链表头，将要管理的一系列struct device_driver通过一个链表串联起来。

buses_init()函数

内核启动默认执行，创建名字为“bus”和“system”的kset对象。即/sys/下生成“bus”、“system”目录。

int __init buses_init(void)
{bus_kset = kset_create_and_add("bus", &bus_uevent_ops, NULL);if (!bus_kset)return -ENOMEM;system_kset = kset_create_and_add("system", NULL, &devices_kset->kobj);if (!system_kset)return -ENOMEM;return 0;
}

bus_register()函数

总线注册。添加新的总线类型。

int bus_register(struct bus_type *bus)

函数做了哪些事情：

在/sys/bus下建立xbus目录项（xbus是自定义的名字，设置bus->name = “xbus”即可），并创建属性文件。

在/sys/bus/xbus下建立devices目录项，并创建属性文件。

在/sys/bus/xbus下建立drivers目录项，并创建属性文件。

（如上需要创建3个目录，因此bus_type结构体需要3个kobject）

初始化priv->klist_devices链表头

初始化priv->klist_drivers链表头

device_register()函数

设备注册。添加设备，关联硬件相关代码。

int device_register(struct device *dev)

在/sys/bus/xbus/devices下建立yyy目录项（那么struct device里面肯定要包含一个kobject）。

加入bus->priv->devices_kset链表。

加入bus->priv->klist_devices链表。

遍历bus->priv->klist_drivers，执行bus->match来寻找合适的drv。

dev关联driv，执行drv->probe()。

driver_register()函数

驱动注册。添加驱动，关联软件相关代码。

int driver_register(struct device_driver *drv)

在/sys/bus/xbus/drivers下建立zzz目录项（那么struct device_driver里面肯定要包含一个kobject）。

加入bus->priv->drivers_kset链表。

加入bus->priv->klist_drivers链表。

遍历bus->priv->klist_klist_devices链表，执行bus->match来寻找合适的dev。

dev关联driv，执行drv->probe()。

设备驱动模型框图

bus、dev、drv关系图

实验环节：xbus

xbus.c文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h>int xbus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{/* __FILE__和__func__ 这两个宏是在编译器里面定义的 */printk(KERN_ALERT "%s-%s\n", __FILE__, __func__);if(!strncmp(dev_name(dev), drv->name, strlen(drv->name))){printk(KERN_ALERT "dev & drv match\n");return 1;}return 0;
}static struct bus_type xbus = {.name = "xbus",.match = xbus_match,
};
EXPORT_SYMBOL(xbus);static int __init xbus_init(void)
{int ret;printk(KERN_ALERT "xbus init\n");ret = bus_register(&xbus);if(ret != 0)    return -1;return 0;
}static void __exit xbus_exit(void){printk(KERN_ALERT "xbus exit\n");bus_unregister(&xbus);
}module_init(xbus_init);
module_exit(xbus_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led module");
MODULE_ALIAS("led module");

xdev.c文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h>extern struct bus_type xbus;void xdev_release(struct device *dev)
{printk(KERN_ALERT "%s-%s\n", __FILE__, __func__);
}static struct device xdev = {.init_name = "xdev",/* 指明dev属于哪一条总线 */.bus = &xbus,.release = xdev_release,
};static int __init xdev_init(void)
{int ret;printk(KERN_ALERT "xdev init\n");ret = device_register(&xdev);if(ret != 0)    return -1;return 0;
}static void __exit xdev_exit(void){printk(KERN_ALERT "xdev exit\n");device_unregister(&xdev);
}module_init(xdev_init);
module_exit(xdev_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led module");
MODULE_ALIAS("led module");

xdrv.c文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/device.h>extern struct bus_type xbus;int xdrv_probe(struct device *dev)
{/* device和driver关联起来后会调用该函数 */printk(KERN_ALERT "%s-%s\n", __FILE__, __func__);return 0;
}int xdrv_remove(struct device *dev)
{printk(KERN_ALERT "%s-%s\n", __FILE__, __func__);return 0;
}static struct device_driver xdrv = {.name = "xdrv",/* 指明dev属于哪一条总线 */.bus = &xbus,.probe = xdrv_probe,.remove = xdrv_remove,
};static int __init xdrv_init(void)
{int ret;printk(KERN_ALERT "xdrv init\n");ret = driver_register(&xdrv);if(ret != 0)    return -1;return 0;
}static void __exit xdrv_exit(void){printk(KERN_ALERT "xdrv exit\n");driver_unregister(&xdrv);
}module_init(xdrv_init);
module_exit(xdrv_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led module");
MODULE_ALIAS("led module");

Makefile文件

KERNEL_DIR=/home/couvrir/桌面/ebf_linux_kernel_6ull_depth1/build_image/buildARCH=arm
CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
export ARCH CROSS_COMPILEobj-m:=xbus.o xdev.o xdrv.o
all:$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) modules.PHONY:clean copy
clean:$(MAKE) -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURDIR) cleansudo rm /home/couvrir/桌面/sharedir/*.ko
copy:sudo cp *.ko /home/couvrir/桌面/sharedir

执行过程

虚拟机：执行make和make copy。生成.ko文件。

开发板（在挂载目录下执行）：

sudo insmod xbus.ko

观察/sys/bus/下是否有xbus目录，xbus目录下会自动生成device和driver目录项。

sudo insmod xdev.ko

观察/sys/bus/xbus/device/下是否有xdev目录。

sudo insmod xdrv.ko

观察/sys/bus/xbus/driver/下是否有xdrv目录。

sudo rmmod xdrv

sudo rmmod xdev

sudo rmmod xbus

platform：虚拟的驱动总线

platform_device：继承device，关联硬件代码

platform_driver：继承device_driver，重设probe函数指针

platform（bus_type）：统一管理、设置match匹配规则（struct platform_device和struct platform_driver）

platform_bus_init()函数

函数存放在内核/drivers/base/platform.c，帮我们在/sys/bus下创建platform目录项。 

在此之前，需要手动调用bus_register()函数去注册一个驱动总线，但该函数就不需要（该函数设备一上电，内核启动就会自动执行），因为函数内部已经自动调用了bus_register()函数。 

函数存放在内核/drivers/base/platform.c，帮我们在/sys/bus下创建platform目录项。

struct bus_type platform_bus_type = {.name           = "platform",.dev_groups     = platform_dev_groups,.match          = platform_match,.uevent         = platform_uevent,.dma_configure  = platform_dma_configure,.pm             = &platform_dev_pm_ops,
};int __init platform_bus_init(void)
{int error;early_platform_cleanup();error = device_register(&platform_bus);if (error) {put_device(&platform_bus);return error;}error =  bus_register(&platform_bus_type);if (error)device_unregister(&platform_bus);of_platform_register_reconfig_notifier();return error;
}

platform_match()函数

设置匹配规则。

/***		假设平台设备id是这样编码的:*		“<name><instance>”，其中<name>是设备类型的简短描述，如“pci”或“floppy”，而<instance>是设备的枚举实例，如“0”或“42”。驱动id是简单的“<name>”。*		因此，从platform_device结构中提取<name>，并将其与驱动程序的名称进行比较。返回它们是否匹配与否。*/
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);
}

of_driver_match_device(dev, drv)：设备树匹配。

acpi_driver_match_device(dev, drv)：ACPI匹配。

platform_match_id(pdrv->id_table, pdev)：id_table匹配。

strcmp(pdev->name, drv->name)：设备名和驱动名匹配。

platform_device_register()函数

注册总线设备。函数存放在内核/drivers/base/platform.c，函数内部继承了device。

int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
{device_initialize(&pdev->dev);arch_setup_pdev_archdata(pdev);return platform_device_add(pdev);
}

platform_driver_register宏

#define platform_driver_register(drv) \__platform_driver_register(drv, THIS_MODULE)
extern int __platform_driver_register(struct platform_driver *, struct module *);

该宏存放在内核/include/linux/platform_device.h文件中。

注意第一个参数struct platform_driver关联软件部分的代码，此结构体中最重要的是probe成员函数（一定要初始化好，在bus_register()函数参数调用结构体），是真正的模块入口。另外pdrv->id_table也要初始化好。

platform_get_resource()函数

驱动总线获取资源，用于在软件模块中获取硬件代码的相关数据。该函数存放于内核/drivers/base/platform.c文件。 

/*** platform_get_resource - get a resource for a device* @dev: platform device* @type: resource type* @num: resource index*/
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,unsigned int type, unsigned int num)
{int i;for (i = 0; i < dev->num_resources; i++) {struct resource *r = &dev->resource[i];if (type == resource_type(r) && num-- == 0)return r;}return NULL;
}

dev：总线设备，就是于pdrv匹配的pdev->dev。

type：要获取的资源类型。

num：就是type类型资源中的第num个。

实验环节：platform

platform_device.c文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/mod_devicetable.h>
#include <linux/platform_device.h>#define CCM_CCGR1                               0x020c406c       //时钟控制寄存器
#define IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO04        0x020e006c       //GPIO1_04复用功能选择寄存器
#define IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO04        0x020e02f8       //PAD属性设置寄存器
#define GPIO1_GDIR                              0x0209c004      //GPIO方向设置寄存器（输入或输出）
#define GPIO1_DR                                0x0209c000      //GPIO输出状态寄存器
#define REGISTER_LENGTH                         4               //寄存器长度（字节）/* 定义总线设备的硬件资源列表 */
static struct resource rled_resource[] = {{.start = CCM_CCGR1,.end = (CCM_CCGR1 + REGISTER_LENGTH -1),.flags = IORESOURCE_MEM,},{.start = IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO04,.end = (IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO04 + REGISTER_LENGTH -1),.flags = IORESOURCE_MEM,},{.start = IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO04,.end = (IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO04 + REGISTER_LENGTH -1),.flags = IORESOURCE_MEM,},{.start = GPIO1_GDIR,.end = (GPIO1_GDIR + REGISTER_LENGTH -1),.flags = IORESOURCE_MEM,},{.start = GPIO1_DR,.end = (GPIO1_DR + REGISTER_LENGTH -1),.flags = IORESOURCE_MEM,        /* 内存资源 */},
};static void rled_release(struct device *dev)
{printk(KERN_ALERT "led device release!\n");
}/* 定义总线设备 */
static struct platform_device rled_pdev = {/* 本次实验就是根据pdev->name进行配对的 */.name = "i.mx6ull-rled",/* -代表没有同名设备，否则通过id来区分同名设备 */.id = -1,.dev.release = rled_release,.num_resources = ARRAY_SIZE(rled_resource),.resource = rled_resource,
};static int __init led_device_init(void){printk(KERN_ALERT "led_device_init\n");platform_device_register(&rled_pdev);return 0;
}static void __exit led_device_exit(void){platform_device_unregister(&rled_pdev);
}module_init(led_device_init);
module_exit(led_device_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led module");
MODULE_ALIAS("led module");

platform_driver.c文件

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/mod_devicetable.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/device.h>#define DEV_MAJOR       0               /* 动态申请主设备号 */
#define DEV_NAME        "red_led"       /* led设备名字 *//* GPIO虚拟地址指针 */
static void __iomem *IMX6U_CCM_CCGR1;
static void __iomem *SW_MUX_GPIO1_IO04;
static void __iomem *SW_PAD_GPIO1_IO04;
static void __iomem *GPIO1_GDIR;
static void __iomem *GPIO1_DR;static int led_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{return 0;
}static ssize_t led_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{return -EFAULT;
}static ssize_t led_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt)
{unsigned char databuf[10];if(cnt > 10)    cnt = 10;/* 从用户空间拷贝数据到内核空间 */if(copy_from_user(databuf, buf, cnt)){return -EIO;}if(!memcmp(databuf, "on", 2)){iowrite32(0 << 4,GPIO1_DR);}else if(!memcmp(databuf, "off", 3)){iowrite32(1 << 4,GPIO1_DR);}/* 写成功后，返回写入的字数 */return cnt;
}static int led_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{return 0;
}static struct file_operations led_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = led_open,.read = led_read,.write = led_write,.release = led_release,
};int major = 0;
struct class *class_led;
static int led_probe(struct platform_device *pdev)
{struct resource *mem_ccm_ccgrx;struct resource *mem_iomuxc_mux;struct resource *mem_iomux_pad;struct resource *mem_gdir;struct resource *mem_dr;printk(KERN_ALERT "led_probe\n");/* 获取匹配的pdev的硬件资源 */mem_ccm_ccgrx = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);mem_iomuxc_mux = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 1);mem_iomux_pad = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 2);mem_gdir = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 3);mem_dr = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 4);/* GPIO相关寄存器的映射 */IMX6U_CCM_CCGR1 = ioremap(mem_ccm_ccgrx->start, resource_size(mem_ccm_ccgrx));SW_MUX_GPIO1_IO04 = ioremap(mem_iomuxc_mux->start, resource_size(mem_iomuxc_mux));SW_PAD_GPIO1_IO04 = ioremap(mem_iomux_pad->start, resource_size(mem_iomux_pad));GPIO1_GDIR = ioremap(mem_gdir->start, resource_size(mem_gdir));GPIO1_DR = ioremap(mem_dr->start, resource_size(mem_dr));iowrite32(0xffffffff, IMX6U_CCM_CCGR1);iowrite32(5, SW_MUX_GPIO1_IO04);iowrite32(0x10b0, SW_PAD_GPIO1_IO04);iowrite32(1 << 4, GPIO1_GDIR);/* 注册字符设备驱动 */major = register_chrdev(DEV_MAJOR, DEV_NAME, &led_fops);printk(KERN_ALERT "led major:%d\n", major);/* 创建/sys/class/xxx目录项 */class_led = class_create(THIS_MODULE, "xxx");/* 创建/sys/class/xxx/my_led目录项,并生成dev属性文件 */device_create(class_led, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "my_led");return 0;
}static int led_remove(struct platform_device *dev)
{/* 取消映射 */iounmap(IMX6U_CCM_CCGR1);iounmap(SW_MUX_GPIO1_IO04);iounmap(SW_PAD_GPIO1_IO04);iounmap(GPIO1_GDIR);iounmap(GPIO1_DR);/* 注销字符设备驱动 */unregister_chrdev(major, DEV_NAME);/* 销毁/sys/class/xxx/my_led目录项 */device_destroy(class_led, MKDEV(major, 0));/* 销毁/sys/class/xxx目录项 */class_destroy(class_led);return 0;
}/* 与平台设备文件名匹配 */
static struct platform_device_id led_ids[] = {{.name = "i.mx6ull-rled"},{}
};/* 定义总线驱动 */
static struct platform_driver led_driver = {/* 本次实验就是根据pdev->name进行配对的 */.driver.name = "i.mx6ull-rled",.probe = led_probe,.remove = led_remove,.id_table = led_ids,
};static int __init led_driver_init(void){printk(KERN_ALERT "led_driver_init\n");return platform_driver_register(&led_driver);
}static void __exit led_driver_exit(void){platform_driver_unregister(&led_driver);
}module_init(led_driver_init);
module_exit(led_driver_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("couvrir");
MODULE_DESCRIPTION("led module");
MODULE_ALIAS("led module");

Makefile文件

照旧

执行过程

虚拟机：执行make和make copy。生成.ko文件。

开发板（在挂载目录下执行）：

sudo insmod platform_device.ko

sudo insmod platform_driver.ko

ls /dev/my_led

sudo sh -c "echo on > /dev/my_led"

sudo sh -c "echo off > /dev/my_led"
sudo rmmod platform_device.ko

sudo rmmod platform_driver.ko

这篇关于5.linux设备驱动模型：xbus、platform的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/652842。

相关文章

Linux流媒体服务器部署流程

Linux流媒体服务器部署流程

《Linux流媒体服务器部署流程》文章详细介绍了流媒体服务器的部署步骤,包括更新系统、安装依赖组件、编译安装Nginx和RTMP模块、配置Nginx和FFmpeg,以及测试流媒体服务器的搭建... 目录流媒体服务器部署部署安装1.更新系统2.安装依赖组件3.解压4.编译安装（添加RTMP和openssl模块
阅读更多...
linux下多个硬盘划分到同一挂载点问题

linux下多个硬盘划分到同一挂载点问题

《linux下多个硬盘划分到同一挂载点问题》在Linux系统中,将多个硬盘划分到同一挂载点需要通过逻辑卷管理（LVM）来实现,首先,需要将物理存储设备（如硬盘分区）创建为物理卷,然后,将这些物理卷组成... 目录linux下多个硬盘划分到同一挂载点需要明确的几个概念硬盘插上默认的是非lvm总结Linux下多
阅读更多...
如何通过海康威视设备网络SDK进行Java二次开发摄像头车牌识别详解

如何通过海康威视设备网络SDK进行Java二次开发摄像头车牌识别详解

《如何通过海康威视设备网络SDK进行Java二次开发摄像头车牌识别详解》：本文主要介绍如何通过海康威视设备网络SDK进行Java二次开发摄像头车牌识别的相关资料,描述了如何使用海康威视设备网络SD... 目录前言开发流程问题和解决方案dll库加载不到的问题老旧版本sdk不兼容的问题关键实现流程总结前言作为
阅读更多...
0基础租个硬件玩deepseek,蓝耘元生代智算云|本地部署DeepSeek R1模型的操作流程

0基础租个硬件玩deepseek,蓝耘元生代智算云|本地部署DeepSeek R1模型的操作流程

《0基础租个硬件玩deepseek,蓝耘元生代智算云|本地部署DeepSeekR1模型的操作流程》DeepSeekR1模型凭借其强大的自然语言处理能力,在未来具有广阔的应用前景,有望在多个领域发... 目录0基础租个硬件玩deepseek,蓝耘元生代智算云|本地部署DeepSeek R1模型，3步搞定一个应
阅读更多...
Deepseek R1模型本地化部署+API接口调用详细教程(释放AI生产力)

Deepseek R1模型本地化部署+API接口调用详细教程(释放AI生产力)

《DeepseekR1模型本地化部署+API接口调用详细教程(释放AI生产力)》本文介绍了本地部署DeepSeekR1模型和通过API调用将其集成到VSCode中的过程,作者详细步骤展示了如何下载和... 目录前言一、deepseek R1模型与chatGPT o1系列模型对比二、本地部署步骤1.安装oll
阅读更多...
Spring AI Alibaba接入大模型时的依赖问题小结

Spring AI Alibaba接入大模型时的依赖问题小结

《SpringAIAlibaba接入大模型时的依赖问题小结》文章介绍了如何在pom.xml文件中配置SpringAIAlibaba依赖,并提供了一个示例pom.xml文件,同时,建议将Maven仓... 目录（一）pom.XML文件：（二）application.yml配置文件（一）pom.xml文件：首
阅读更多...
linux进程D状态的解决思路分享

linux进程D状态的解决思路分享

《linux进程D状态的解决思路分享》在Linux系统中,进程在内核模式下等待I/O完成时会进入不间断睡眠状态（D状态）,这种状态下,进程无法通过普通方式被杀死,本文通过实验模拟了这种状态,并分析了如... 目录1. 问题描述2. 问题分析3. 实验模拟3.1 使用losetup创建一个卷作为pv的磁盘3.
阅读更多...
如何在本地部署 DeepSeek Janus Pro 文生图大模型

如何在本地部署 DeepSeek Janus Pro 文生图大模型

《如何在本地部署DeepSeekJanusPro文生图大模型》DeepSeekJanusPro模型在本地成功部署,支持图片理解和文生图功能,通过Gradio界面进行交互,展示了其强大的多模态处... 目录什么是 Janus Pro1. 安装 conda2. 创建 python 虚拟环境3. 克隆 janus
阅读更多...
本地私有化部署DeepSeek模型的详细教程

本地私有化部署DeepSeek模型的详细教程

《本地私有化部署DeepSeek模型的详细教程》DeepSeek模型是一种强大的语言模型,本地私有化部署可以让用户在自己的环境中安全、高效地使用该模型,避免数据传输到外部带来的安全风险,同时也能根据自... 目录一、引言二、环境准备（一）硬件要求（二）软件要求（三）创建虚拟环境三、安装依赖库四、获取 Dee
阅读更多...
Linux环境变量&&进程地址空间详解

Linux环境变量&&进程地址空间详解

《Linux环境变量&&进程地址空间详解》本文介绍了Linux环境变量、命令行参数、进程地址空间以及Linux内核进程调度队列的相关知识,环境变量是系统运行环境的参数,命令行参数用于传递给程序的参数,... 目录一、初步认识环境变量1.1常见的环境变量1.2环境变量的基本概念二、命令行参数2.1通过命令编程
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2