概述
platform是Linux内的一种虚拟总线，称为platform总线，包含platform_device设备和platform_driver驱动两个对象，用于将驱动和设备分开，实现内核分离的思想。
注意
1、platform总线是一种虚拟、抽象出来的总线，实际中并不存在这样的总线。根本目的在于提高驱动代码的可移植性，实现内核的分离思想，思路：将纯硬件和纯软件分开。
2、platform的简单理解：内核维护着两个链表（driver和device），工程师注册设备或者驱动，实际是注册到对应的链表。
3、当新设备（device）注册到platform总线上时，内核会自动遍历驱动（driver）链表，比较两个的名字，若能匹配，自动调用driver中的probe方法，并把device对象地址传递给driver。
4、当新驱动（driver）注册到platform总线上时，内核会自动遍历驱动（device）链表，比较两个的名字，若能匹配，自动调用driver中的probe方法，并把device对象地址传递给driver。
接口
platform driver对象定义，主要提供设备与驱动匹配或者移除之后的回调函数接口。
driver中的name属性和id_table中的name属性均用于设备端进行匹配，后者用于设备树的场景，后期会有文章单独介绍。
struct platform_driver { int (*probe)(struct platform_device *); /* platform drv和dev匹配后回调函数 */ int (*remove)(struct platform_device *); /* platform drv或dev移除后回调函数 */ ... struct device_driver driver; const struct platform_device_id *id_table; ... }; struct device_driver { const char *name; /* platform 用于与设备(dev)名匹配 */ ... }; struct platform_device_id { char name[PLATFORM_NAME_SIZE]; /* 与设备树中的设备信息匹配 */ kernel_ulong_t driver_data; };platform driver操作接口，包括向内核注册和卸载。
/** * @注册/卸载platform驱动，位置：linux/platform_device.h * @platform_driver_register向内核drv链表注册驱动对象 * @platform_driver_unregister从内核drv链表删除驱动对象 **/ #define platform_driver_register(drv) \ __platform_driver_register(drv, THIS_MODULE) extern int __platform_driver_register(struct platform_driver *, struct module *); extern void platform_driver_unregister(struct platform_driver *);platform device对象定义，主要定义设备的硬件资源信息，等到与driver端匹配后，交由driver端处理。
其中name属性用于与driver端进行匹配。
dev中的platform_data属性用户用户自定义纯硬件信息。
struct platform_device { const char *name; /* 硬件节点的名称,用于匹配,必须初始化 */ int id; /* 硬件节点编号,只有一个时写-1 */ bool id_auto; struct device dev; u32 num_resources; /* 资源数量 */ struct resource *resource; /* 资源地址 */ ... }; struct device { ... void *platform_data; /* 装载自定义的纯硬件信息 */ ... };内核提供的描述硬件资源信息对象定义。
/* * Resources are tree-like, allowing * nesting etc.. */ struct resource { resource_size_t start; /* 起始地址 */ resource_size_t end; /* 结束地址 */ const char *name; unsigned long flags; /* 资源类型 */ struct resource *parent, *sibling, *child; }; #define IORESOURCE_BITS 0x000000ff /* Bus-specific bits */ #define IORESOURCE_TYPE_BITS 0x00001f00 /* Resource type */ #define IORESOURCE_IO 0x00000100 /* PCI/ISA I/O ports */ #define IORESOURCE_MEM 0x00000200 #define IORESOURCE_REG 0x00000300 /* 寄存器信息 */ #define IORESOURCE_IRQ 0x00000400 /* 中断信息 */ #define IORESOURCE_DMA 0x00000800 #define IORESOURCE_BUS 0x00001000 ...platform device操作接口，包括向内核注册和卸载。
/** * @注册/卸载platform设备，位置：linux/platform_device.h * @platform_device_register向内核dev链表注册硬件节点对象 * @platform_device_register从内核dev链表删除硬件节点对象 **/ extern int platform_device_register(struct platform_device *); extern void platform_device_unregister(struct platform_device *);
示例
★示例主要演示platform机制的应用，将驱动和设备分开。
★示例采用正点原子的阿尔法开发板进行验证，关于硬件寄存器等操作在之前的文章《浅谈linux - 地址映射ioremap》已经详细介绍过，不清楚的读者可以前往查看。
★包含驱动头文件platform_drv.h和源文件platform_drv.c，设备源文件platform_dev.c，应用程序main.c，编译规则文件Makefile（均已验证通过）。
platform_drv.h
/** * @Filename : platform_drv.h * @Revision : $Revision: 1.00 $ * @Author : Feng(更多编程相关的知识和源码见微信公众号：不只会拍照的程序猿，欢迎订阅) * @Description : platform平台总线驱动示例，驱动（drv）部分 **/ #ifndef __PLATFORM_DRV_H__ #define __PLATFORM_DRV_H__ #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/platform_device.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/miscdevice.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/io.h> //ioremap/iounmap #include "chrdev.h" #define LED_ON 0x100001 #define LED_OFF 0x100002 /* 寄存器数组偏移 */ #define REG_NUM 5 #define CCM_CCGR1_BASE 0 #define SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE 1 #define SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE 2 #define GPIO1_DR_BASE 3 #define GPIO1_GDIR_BASE 4 /* 驱动类定义 */ struct class_led { struct class_chrdev *chrdev; /* 字符设备对象 */ void __iomem *reg[REG_NUM]; /* 保存映射后的寄存器信息 */ unsigned char pin; /* 保存引脚号 */ }; #endif
platform_drv.c
/** * @Filename : platform_drv.c * @Revision : $Revision: 1.00 $ * @Author : Feng(更多编程相关的知识和源码见微信公众号：不只会拍照的程序猿，欢迎订阅) * @Description : platform平台总线驱动示例，驱动（drv）部分 **/ #include "platform_drv.h" struct class_led fengled; /** * @LED控制 * @cmd: LED_ON打开LED，else关闭LED */ static long led_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long buf); /** * @platform总线驱动和设备匹配后回调函数 * @pdev: 指向platform_dev对象 */ static int led_probe(struct platform_device *pdev); /* 移除platform总线驱动或设备后的回调函数 */ static int led_remove(struct platform_device *pdev); /* LED驱动定义 */ struct platform_driver led_drv = { .driver = { .name = "feng_led" /* 用于匹配dev */ }, .probe = led_probe, /* 匹配后的回调函数 */ .remove = led_remove /* dev或drv移除后的回调函数 */ }; /** * @LED控制 * @cmd: LED_ON打开LED，else关闭LED */ static long led_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long buf); static struct file_operations led_fops = { .unlocked_ioctl = led_ioctl }; /** * @打开LED * @addr: 寄存器地址 pin：引脚号 */ static void _led_on(void __iomem * addr, int pin) { unsigned int val = readl(addr); val &= ~(1 << pin); writel(val, addr); printk("led on...\n"); } /** * @关闭LED * @addr: 寄存器地址 pin：引脚号 */ static void _led_off(void __iomem * addr, int pin) { unsigned int val = readl(addr); val |= (1 << pin); writel(val, addr); printk("led off...\n"); } /** * @初始化LED相关寄存器 * @addr: 寄存器地址（虚拟地址） pin：引脚号 */ static void _led_init(void __iomem *reg[], int pin) { unsigned int val; /* 使能 GPIO1 时钟 */ val = readl(reg[CCM_CCGR1_BASE]); val &= ~(3 << 26); val |= (3 << 26); writel(val, reg[CCM_CCGR1_BASE]); /* 设置 GPIO1_IO03 的复用功能，将其复用为GPIO1_IO03，最后设置 IO 属性。*/ writel(5, reg[SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE]); /* 寄存器 SW_PAD_GPIO1_IO03 设置 IO 属性 */ writel(0x10B0, reg[SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE]); /* 设置 GPIO1_IO03 为输出功能 */ val = readl(reg[GPIO1_GDIR_BASE]); val &= ~(1 << pin); val |= (1 << pin); writel(val, reg[GPIO1_GDIR_BASE]); /* 默认关闭 LED */ val = readl(reg[GPIO1_DR_BASE]); val |= (1 << pin); writel(val, reg[GPIO1_DR_BASE]); } /** * @LED控制 * @cmd: LED_ON打开LED，else关闭LED */ static long led_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long buf) { if (cmd == LED_ON) _led_on(fengled.reg[GPIO1_DR_BASE], fengled.pin); else _led_off(fengled.reg[GPIO1_DR_BASE], fengled.pin); return 0; } /** * @platform总线驱动和设备匹配后回调函数 * @pdev: 指向platform_dev对象 */ static int led_probe(struct platform_device *pdev) { int i; struct resource *pmem_res = NULL; struct resource *pirq_res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0); printk("led_probe ok...\n"); /* 内存地址映射 */ for (i=0; i<REG_NUM; i++) { pmem_res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, i); fengled.reg[i] = ioremap(pmem_res->start, pmem_res->end-pmem_res->start); } fengled.pin = pirq_res->start; _led_init(fengled.reg, fengled.pin); /* 初始化LED */ /* 注册设备 */ if ((fengled.chrdev = chrdev_create("cls_platled", "chr_platled", "feng_platled", &led_fops)) == NULL) printk("create char device error...\n"); return 0; } /* 移除platform总线驱动或设备后的回调函数 */ static int led_remove(struct platform_device *pdev) { int i; /* 解除内存地址映射 */ for (i=0; i<REG_NUM; i++) iounmap(fengled.reg[i]); /* 释放设备 */ chrdev_destroy(fengled.chrdev); printk("platform drv remove...\n"); return 0; } /** * @模块入口函数 */ static int __init led_drv_init(void) { platform_driver_register(&led_drv); return 0; } /** * @模块出口函数 */ static void __exit led_drv_exit(void) { platform_driver_unregister(&led_drv); } module_init(led_drv_init); module_exit(led_drv_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); /* 调用modinfo xx(模块名)查看 */ MODULE_AUTHOR("feng"); /* 模块的作者 */ MODULE_VERSION ("1.00"); /* 模块版本号 */ /* MODULE_DESCRIPTION("xxxxx"); 模块描述 */ /* MODULE_ALIAS("xxx"); 模块别名 */
platform_dev.c
/** * @Filename : platform_dev.c * @Revision : $Revision: 1.00 $ * @Author : Feng(更多编程相关的知识和源码见微信公众号：不只会拍照的程序猿，欢迎订阅) * @Description : platform平台总线驱动示例，设备（dev）部分 **/ #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/platform_device.h> /* led资源定义，各寄存器地址及长度 */ struct resource led_res[] = { { .start = 0x020C406C, .end = 0x020C406C + 4 - 1, .flags = IORESOURCE_MEM }, { .start = 0x020E0068, .end = 0x020E0068 + 4 - 1, .flags = IORESOURCE_MEM }, { .start = 0x020E02F4, .end = 0x020E02F4 + 4 - 1, .flags = IORESOURCE_MEM }, { .start = 0x0209C000, .end = 0x0209C000 + 4 - 1, .flags = IORESOURCE_MEM }, { .start = 0x0209C004, .end = 0x0209C004 + 4 - 1, .flags = IORESOURCE_MEM }, { .start = 3, .end = 3, .flags = IORESOURCE_IRQ }, }; /* 移除platform总线驱动或设备后的回调函数 */ static void led_dev_release(struct device *dev); /* LED设备定义 */ struct platform_device led_dev = { .name = "feng_led", /* 用于匹配drv */ .id = -1, .resource = led_res, /* LED设备资源，传递给drv */ .num_resources = ARRAY_SIZE(led_res), /* LED设备资源数量 */ .dev = { .release = led_dev_release, /* dev或drv移除后的回调函数 */ } }; /* 移除platform总线驱动或设备后的回调函数 */ static void led_dev_release(struct device *dev) { printk("platform dev remove...\n"); } /** * @模块入口函数 */ static int led_dev_init(void) { platform_device_register(&led_dev); return 0; } /** * @模块出口函数 */ static void led_dev_exit(void) { platform_device_unregister(&led_dev); } module_init(led_dev_init); module_exit(led_dev_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); /* 调用modinfo xx(模块名)查看 */ MODULE_AUTHOR("feng"); /* 模块的作者 */ MODULE_VERSION ("1.00"); /* 模块版本号 */ /* MODULE_DESCRIPTION("xxxxx"); 模块描述 */ /* MODULE_ALIAS("xxx"); 模块别名 */
main.c
/** * @Filename : main.c * @Revision : $Revision: 1.00 $ * @Author : Feng(更多编程相关的知识和源码见微信公众号：不只会拍照的程序猿，欢迎订阅) * @Description : led设备应用示例 **/ /*调试宏*/ #define DEBUG #ifdef DEBUG #define pr_debug(fmt, ...) printf(fmt, ##__VA_ARGS__) #else #define pr_debug(fmt, ...) #endif /*头文件*/ #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/ioctl.h> #include <fcntl.h> #include <string.h> #define LED_ON 0x100001 #define LED_OFF 0x100002 #define LED_DEV_FILE "/dev/feng_platled" /** * @主函数 * @用户输入/home/app/main on 1 打开LED **/ int main(int argc, char *argv[]) { int fd; int num = 1; if (argc != 3) { pr_debug("Usage: %s <on|off> <1|2|3|4>\n", argv[0]); return -1; } if ((fd = open(LED_DEV_FILE, O_RDWR)) < 0) { pr_debug("file open failed...\n"); return -1; } num = strtoul(argv[2], NULL, 0); if (!strcmp(argv[1], "on")) ioctl(fd, LED_ON, &num); else if (!strcmp(argv[1], "off")) ioctl(fd, LED_OFF, &num); else pr_debug("input commend wrong...\n"); close(fd); return 0; }
Makefile
#根文件所在目录 ROOTFS_DIR = /home/feng/atomic/rootfs #交叉编译工具链 CROSS_COMPILE = arm-linux-gnueabihf- CC = $(CROSS_COMPILE)gcc #目标文件名 TAR_NAME = led DRV_NAME = platform #应用程序名字 APP_NAME = $(TAR_NAME) #驱动目录路径 DRV_DIR = $(ROOTFS_DIR)/home/drv DRV_DIR_LIB = $(ROOTFS_DIR)/lib/modules/4.1.15 #动态库目录路径 LIB_DIR = $(ROOTFS_DIR)/home/lib #应用程序目录路径 APP_DIR = $(ROOTFS_DIR)/home/app #KERNELRELEASE由内核makefile赋值 ifeq ($(KERNELRELEASE), ) #内核路径 KERNEL_DIR =/home/feng/atomic/resource/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga #当前文件路径 CURR_DIR = $(shell pwd) all: #编译模块 make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURR_DIR) modules #编译应用程序 -$(CC) -o $(APP_NAME) main.c clean: #清除模块文件 make -C $(KERNEL_DIR) M=$(CURR_DIR) clean #清除应用文件 -rm $(APP_NAME) install: #拷贝模块文件 #cp -raf $(TAR_KEY_NAME)_drv.ko $(TAR_KEY_NAME)_dev.ko $(DRV_DIR) #cp -raf keyin.ko wq.ko timer.ko $(DRV_DIR_LIB) cp -raf *.ko $(DRV_DIR_LIB) #拷贝应用文件 -cp -raf $(APP_NAME) $(APP_DIR) else #指定编译什么文件 obj-m += $(DRV_NAME)_drv.o $(DRV_NAME)_dev.o chrdev.o endif
结论
1、进入目录，执行make命令编译模块；然后执行make install命令，拷贝模块到目标机指定目录。
feng:platform$ make #编译模块 make -C /home/feng/atomic/resource/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga M=/mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform modules make[1]: 进入目录“/home/feng/atomic/resource/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga” CC [M] /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/platform_drv.o CC [M] /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/platform_dev.o CC [M] /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/chrdev.o Building modules, stage 2. MODPOST 3 modules CC /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/chrdev.mod.o LD [M] /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/chrdev.ko CC /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/platform_dev.mod.o LD [M] /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/platform_dev.ko CC /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/platform_drv.mod.o LD [M] /mnt/hgfs/Share/linux/atomic/driver/led/platform/platform_drv.ko make[1]: 离开目录“/home/feng/atomic/resource/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga” #编译应用程序 arm-linux-gnueabihf-gcc -o led main.c feng:platform$ make install #拷贝模块文件 #cp -raf _drv.ko _dev.ko /home/feng/atomic/rootfs/home/drv #cp -raf keyin.ko wq.ko timer.ko /home/feng/atomic/rootfs/lib/modules/4.1.15 cp -raf *.ko /home/feng/atomic/rootfs/lib/modules/4.1.15 #拷贝应用文件 cp -raf led /home/feng/atomic/rootfs/home/app feng:platform$2、在目标机上执行modprobe命令加载模块。
注意：在模块加载之前，需要先调用depmod命令，生成模块依赖文件。
/ # depmod / # modprobe platform_drv.ko / # modprobe platform_dev.ko led_probe ok... register chrdev ok... / # lsmod Module Size Used by Tainted: G platform_dev 1498 0 platform_drv 2028 0 chrdev 1392 1 platform_drv / #3、在目标机上运行应用测试程序打开LED，观察开发板LED是否点亮。
/ # /home/app/led on 1 led on... / #4、在目标机上运行应用测试程序关闭LED，观察开发板LED是否熄灭。
/ # /home/app/led off 1 led off... / #5、在目标机上执行modprobe -r命令卸载模块。
/ # modprobe -r platform_dev.ko platform drv remove... platform dev remove... / # modprobe -r platform_drv.ko / # lsmod Module Size Used by Tainted: G / #6、综上、示例利用platform机制将设备与驱动分开，完成LED驱动相关操作。
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