Linux 驱动开发基础知识——总线设备驱动模型（八）
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文章介绍：
本篇文章对Linux驱动基础学习的相关知识进行分享！
Linux驱动程序 = 驱动框架 + 硬件操作 = 驱动框架 + 单片机，我们需要掌握别人的驱动框架，了解框架的思想，才能更好的去修改和运用别人的框架
如果您觉得文章不错，期待你的一键三连哦，你的鼓励是我创作动力的源泉，让我们一起加油，一起奔跑，让我们顶峰相见！！！
感谢大家点赞收藏⭐评论✍️
目录：
目录
一、LED 模板驱动程序的改造
1.1 原来的框架
1.2 要实现的框架
二、代码分析：
2.1 board_A_led.c
2.2 chip_demo_gpio.c
2.3 leddrv.c
三、注意事项
3.1 release 函数
3.2 EXPORT_SYMBOL
四、上机测试
4.1 编译
4.2 挂载到开发板
一、LED 模板驱动程序的改造
1.1 原来的框架
1.2 要实现的框架
二、代码分析：
2.1 board_A_led.c
平台设备文件
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "led_resource.h"
static void led_dev_release(struct device *dev)
{
}
static struct resource resources[] = {
{
.start = GROUP_PIN(3,1),
.flags = IORESOURCE_IRQ,
.name = "100ask_led_pin",
},
{
.start = GROUP_PIN(5,8),
.flags = IORESOURCE_IRQ,
.name = "100ask_led_pin",
},
};
static struct platform_device board_A_led_dev = {
.name = "100ask_led",
.num_resources = ARRAY_SIZE(resources),
.resource = resources,
.dev = {
.release = led_dev_release,
},
};
static int __init led_dev_init(void)
{
int err;
err = platform_device_register(&board_A_led_dev);
return 0;
}
static void __exit led_dev_exit(void)
{
platform_device_unregister(&board_A_led_dev);
}
module_init(led_dev_init);
module_exit(led_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
第27~38行：
static struct resource resources[] = {如果我们再想增加一盏灯的话，我们可以在这里的平台设备在这里的资源再增加一盏灯
.start = GROUP_PIN(3,1),指定第3组里面的第1个引脚
第41~48行：
static struct platform_device board_A_led_dev = {注册一个board_A_led_dev
将上面代码资源数组中的资源添加到platform_device中
.name = "100ask_led"：平台设备的名字，与chip_demo_gpio_driver进行匹配
.num_resources = ARRAY_SIZE(resources)：资源的个数
.resource = resources：指向这个数组
第50~62行：
board_A.c 作为一个可加载模块，里面也有入口函数、出口函数。
static int __init led_dev_init(void) static void __exit led_dev_exit(void)设置注册好board_A_led_dev的入口函数和出口函数
第64~67行：
module_init(led_dev_init); module_exit(led_dev_exit);修饰入口函数和出口函数
MODULE_LICENSE("GPL");确定GPL协议
第50~57行：
在入口函数中注册 platform_device 结构体，在 platform_device 结构体中指定使用哪个 GPIO 引脚。
static int __init led_dev_init(void) { int err; err = platform_device_register(&board_A_led_dev); return 0; }第23~48行：board_A_led_dev 结构体定义如下：
static void led_dev_release(struct device *dev) { } static struct resource resources[] = { { .start = GROUP_PIN(3,1), .flags = IORESOURCE_IRQ, .name = "100ask_led_pin", }, { .start = GROUP_PIN(5,8), .flags = IORESOURCE_IRQ, .name = "100ask_led_pin", }, }; static struct platform_device board_A_led_dev = { .name = "100ask_led", .num_resources = ARRAY_SIZE(resources), .resource = resources, .dev = { .release = led_dev_release, }, };在 resouces 数组中指定了 2 个引脚(第 27～38 行)； 我们还提供了一个空函数 led_dev_release(第 23～25 行)，它被赋给 board_A_led_dev 结构体(第 46 行)，这个函数在卸载 platform_device 时会 被调用，如果不提供的话内核会打印警告信息。
第27~38行：
static struct resource resources[] = {定义资源数组
2.2 chip_demo_gpio.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "led_opr.h"
#include "leddrv.h"
#include "led_resource.h"
static int g_ledpins[100];
static int g_ledcnt = 0;
static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化LED, which-哪个LED */
{
//printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which);
printk("init gpio: group %d, pin %d\n", GROUP(g_ledpins[which]), PIN(g_ledpins[which]));
switch(GROUP(g_ledpins[which]))
{
case 0:
{
printk("init pin of group 0 ...\n");
break;
}
case 1:
{
printk("init pin of group 1 ...\n");
break;
}
case 2:
{
printk("init pin of group 2 ...\n");
break;
}
case 3:
{
printk("init pin of group 3 ...\n");
break;
}
}
return 0;
}
static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */
{
//printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off");
printk("set led %s: group %d, pin %d\n", status ? "on" : "off", GROUP(g_ledpins[which]), PIN(g_ledpins[which]));
switch(GROUP(g_ledpins[which]))
{
case 0:
{
printk("set pin of group 0 ...\n");
break;
}
case 1:
{
printk("set pin of group 1 ...\n");
break;
}
case 2:
{
printk("set pin of group 2 ...\n");
break;
}
case 3:
{
printk("set pin of group 3 ...\n");
break;
}
}
return 0;
}
static struct led_operations board_demo_led_opr = {
.init = board_demo_led_init,
.ctl = board_demo_led_ctl,
};
struct led_operations *get_board_led_opr(void)
{
return &board_demo_led_opr;
}
static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct resource *res;
int i = 0;
while (1)
{
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i++);
if (!res)
break;
g_ledpins[g_ledcnt] = res->start;
led_class_create_device(g_ledcnt);
g_ledcnt++;
}
return 0;
}
static int chip_demo_gpio_remove(struct platform_device *pdev)
{
struct resource *res;
int i = 0;
while (1)
{
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i);
if (!res)
break;
led_class_destroy_device(i);
i++;
g_ledcnt--;
}
return 0;
}
static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver = {
.probe = chip_demo_gpio_probe,
.remove = chip_demo_gpio_remove,
.driver = {
.name = "100ask_led",
},
};
static int __init chip_demo_gpio_drv_init(void)
{
int err;
err = platform_driver_register(&chip_demo_gpio_driver);
register_led_operations(&board_demo_led_opr);
return 0;
}
static void __exit lchip_demo_gpio_drv_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&chip_demo_gpio_driver);
}
module_init(chip_demo_gpio_drv_init);
module_exit(lchip_demo_gpio_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
第138~144行：
chip_demo_gpio.c 中注册 platform_driver 结构体 ， 它使用Bus/Dev/Drv 模型，当有匹配的 platform_device 时，它的 probe 函数就会被调用。
在 probe 函数中所做的事情跟之前的代码没有差别。
138 static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver = { 139 .probe = chip_demo_gpio_probe, 140 .remove = chip_demo_gpio_remove, 141 .driver = { 142 .name = "100ask_led", 143 }, 144 }; 145 146 static int __init chip_demo_gpio_drv_init(void) 147 { 148 int err; 149 150 err = platform_driver_register(&chip_demo_gpio_driver); 151 register_led_operations(&board_demo_led_opr); 152 153 return 0; 154 }注册一个chip_demo_gpio_driver
.driver = { .name = "100ask_led", },设备名称,与board_A_led_dev中设备名称进行对应
.probe = chip_demo_gpio_probe：记录引脚
.remove = chip_demo_gpio_remove：销毁设备
第 150 行：向内核注册一个 platform_driver 结构体，这个结构体的核心在于第 100 行的 chip_demo_gpio_probe 函数。 chip_demo_gpio_probe 函数代码如下：
100 static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev) 101 { 102 struct resource *res; 103 int i = 0; 104 105 while (1) 106 { 107 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i++); 108 if (!res) 109 break; 110 111 g_ledpins[g_ledcnt] = res->start; 112 led_class_create_device(g_ledcnt); 113 g_ledcnt++; 114 } 115 return 0; 116 117 }第 107 行：从匹配的 platform_device 中获取资源，确定 GPIO 引脚。
第 111 行：把引脚记录下来，在操作硬件时要用。
第 112 行：新发现了一个 GPIO 引脚，就调用上层驱动的代码创建设备节点
第146~159行：
static int __init chip_demo_gpio_drv_init(void) static void __exit lchip_demo_gpio_drv_exit(void)设置注册好chip_demo_gpio_driver的入口函数和出口函数
第64~67行：
module_init(chip_demo_gpio_drv_init); module_exit(lchip_demo_gpio_drv_exit);修饰入口函数和出口函数
MODULE_LICENSE("GPL");确定GPL协议
第100~117行：
static int chip_demo_gpio_probe(struct platform_device *pdev)为board_A_led_dev提供 .probe
第105~144行：从资源里确定引脚
第107行：获得设备pdev中的第i个IORESOURCE_IRQ资源
第111行：记录引脚
第112行：创建device
第119~135行：
static int chip_demo_gpio_remove(struct platform_device *pdev)为board_A_led_dev提供 .remove
第126行：销毁设备pdev中的第i个IORESOURCE_IRQ资源
操作硬件的代码如下，第 31、63 行的代码里用到了数组 g_ledpins，里面的值来自 platform_device，在 probe 函数中根据 platform_device 的资源确定了引脚：
static int g_ledpins[100]; static int g_ledcnt = 0; static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化LED, which-哪个LED */ { //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which); printk("init gpio: group %d, pin %d\n", GROUP(g_ledpins[which]), PIN(g_ledpins[which])); switch(GROUP(g_ledpins[which])) { case 0: { printk("init pin of group 0 ...\n"); break; } case 1: { printk("init pin of group 1 ...\n"); break; } case 2: { printk("init pin of group 2 ...\n"); break; } case 3: { printk("init pin of group 3 ...\n"); break; } } return 0; } static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制LED, which-哪个LED, status:1-亮,0-灭 */ { //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off"); printk("set led %s: group %d, pin %d\n", status ? "on" : "off", GROUP(g_ledpins[which]), PIN(g_ledpins[which])); switch(GROUP(g_ledpins[which])) { case 0: { printk("set pin of group 0 ...\n"); break; } case 1: { printk("set pin of group 1 ...\n"); break; } case 2: { printk("set pin of group 2 ...\n"); break; } case 3: { printk("set pin of group 3 ...\n"); break; } } return 0; } static struct led_operations board_demo_led_opr = { .init = board_demo_led_init, .ctl = board_demo_led_ctl, }; struct led_operations *get_board_led_opr(void) { return &board_demo_led_opr; }第30和61行： 打印出想操作的引脚
第32和63行：判断引脚
第151行：
register_led_operations(&board_demo_led_opr);底层向上层调用
2.3 leddrv.c
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include "led_opr.h"
/* 1. 确定主设备号 */
static int major = 0;
static struct class *led_class;
struct led_operations *p_led_opr;
#define MIN(a, b) (a < b ? a : b)
void led_class_create_device(int minor)
{
device_create(led_class, NULL, MKDEV(major, minor), NULL, "100ask_led%d", minor); /* /dev/100ask_led0,1,... */
}
void led_class_destroy_device(int minor)
{
device_destroy(led_class, MKDEV(major, minor));
}
void register_led_operations(struct led_operations *opr)
{
p_led_opr = opr;
}
EXPORT_SYMBOL(led_class_create_device);
EXPORT_SYMBOL(led_class_destroy_device);
EXPORT_SYMBOL(register_led_operations);
/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体 */
static ssize_t led_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
/* write(fd, &val, 1); */
static ssize_t led_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
int err;
char status;
struct inode *inode = file_inode(file);
int minor = iminor(inode);
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
err = copy_from_user(&status, buf, 1);
/* 根据次设备号和status控制LED */
p_led_opr->ctl(minor, status);
return 1;
}
static int led_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
int minor = iminor(node);
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
/* 根据次设备号初始化LED */
p_led_opr->init(minor);
return 0;
}
static int led_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
return 0;
}
/* 2. 定义自己的file_operations结构体 */
static struct file_operations led_drv = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_drv_open,
.read = led_drv_read,
.write = led_drv_write,
.release = led_drv_close,
};
/* 4. 把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序 */
/* 5. 谁来注册驱动程序啊？得有一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数 */
static int __init led_init(void)
{
int err;
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
major = register_chrdev(0, "100ask_led", &led_drv); /* /dev/led */
led_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_led_class");
err = PTR_ERR(led_class);
if (IS_ERR(led_class)) {
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
unregister_chrdev(major, "led");
return -1;
}
return 0;
}
/* 6. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数 */
static void __exit led_exit(void)
{
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
class_destroy(led_class);
unregister_chrdev(major, "100ask_led");
}
/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点 */
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
第30~33行：创建设备
void led_class_create_device(int minor)EXPORT_SYMBOL(led_class_create_device);产生依赖只有使用led_class_create_device才能产生led_class_create_device
第34~37行：销毁设备
void led_class_destroy_device(int minor)EXPORT_SYMBOL(led_class_destroy_device);产生依赖只有使用(led_class_destroy_device才能产生led_class_destroy_device
第38~41行：底层向上层注册函数
void register_led_operations(struct led_operations *opr)EXPORT_SYMBOL(register_led_operations);产生依赖只有底层调用才能产生register_led_operations
三、注意事项
3.1 release 函数
如果 platform_device 中不提供 release 函数，如下图所示不提供红框部分的函数：
则在调用 platform_device_unregister 时会出现警告，如下图所示：
你可以提供一个 release 函数，如果实在无事可做，把这函数写为空。
3.2 EXPORT_SYMBOL
a.c 编译为 a.ko，里面定义了 func_a；如果它想让 b.ko 使用该函数，那么 a.c 里需要导出此函数(如果 a.c, b.c 都编进内核，则无需导出)：
EXPORT_SYMBOL(led_device_create);
并且，使用时要先加载 a.ko。如果先加载 b.ko，会有类似如下“Unknown symbol”的提示：
四、上机测试
4.1 编译
编译程序，把代码上传代服务器后执行 make 命令。
4.2 挂载到开发板
在开发板上挂载 NFS
[root@100ask:/mnt]# insmod board_A_led.ko
[root@100ask:/mnt]# insmod leddrv.ko
[root@100ask:/mnt]# insmod chip_demo_gpio.ko
[root@100ask:/mnt]# ls /dev/100ask_led*
[root@100ask:/mnt]# ./ledtest /dev/100ask_led0 on
[root@100ask:/mnt]# ./ledtest /dev/100ask_led0 off
大佬觉得有用的话点个赞 呗。
❤️❤️❤️本人水平有限，如有纰漏，欢迎各位大佬评论批评指正！如果觉得这篇文对你有帮助的话，也请给个点赞、收藏下吧，非常感谢!
任务在无形中完成，价值在无形中升华,让我们一起加油吧！
