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嵌入式Linux Platform驱动模型测试方式

2025年05月15日 Linux 我要评论
一、为什么要用 platform 驱动模型?想象一下,你正在开发一个嵌入式系统(比如智能家居控制器)。系统里有很多外设(比如 led 灯、温度传感器),它们直接集成在芯片上(soc),不像 usb 或

一、为什么要用 platform 驱动模型?

想象一下,你正在开发一个嵌入式系统(比如智能家居控制器)。系统里有很多外设(比如 led 灯、温度传感器),它们直接集成在芯片上(soc),不像 usb 或网卡那样可以热插拔。

这些设备的特点是:

  • 1. 固定不变:寄存器地址、中断号等资源不会改变。
  • 2.需要初始化:必须明确配置(比如设置寄存器值)才能工作。
  • 3.不能自动检测:不像 usb 设备那样插拔即用。

传统方法的痛点:

早期的驱动开发方式是将硬件信息(比如寄存器地址)直接写死在驱动代码中。比如:

#define led_register_addr 0x80000000 

这样做的问题:

  • 1.驱动和硬件强耦合:换一块板子(比如寄存器地址变了),驱动就要重写。
  • 2.维护困难:同一驱动需要为不同平台维护多个版本。
  • 3.编译复杂:不同硬件需要不同的编译配置。

platform 模型的好处

platform 驱动模型通过 “分离设备描述和驱动实现” 解决了这些问题。

简单来说就是:

  • 1.硬件信息(设备):通过设备树(device tree)或代码单独描述。
  • 2.驱动逻辑:只关注如何操作硬件,不关心硬件的具体地址。
  • 3.动态匹配:内核自动将驱动和设备关联,无需硬编码。

二、platform 驱动模型的三大核心组件

1.platform 总线(虚拟总线)

1.作用:像“红娘”一样,把设备和驱动匹配起来。

2.匹配规则:

  • 通过设备名称(name)。
  • 通过设备树中的 compatible 字段。
  • 通过 id_table 表(支持多个设备变体)。

2.platform 设备(platform_device)

1.作用:描述硬件资源(寄存器地址、中断号等)。

2.定义方式:现在主流使用设备树,即在 .dts 文件中定义设备节点,如

gpioled {//添加设备节点
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <1>;
		compatible = "atkalpha-gpioled";
		pinctrl-names = "default";
		pinctrl-0 = <&pinctrl_led>;
		led-gpio = <&gpio1 3 gpio_active_low>;
		status = "okay";
		};

3.platform 驱动(platform_driver)

作用:实现设备的操作逻辑(初始化、读写等)。

核心函数:

  • probe():设备匹配成功后调用,用于初始化硬件。
  • remove():驱动卸载时释放资源。如下:
static int led_probe(struct platform_device *dev)//相当于初始化函数
{	
	printk("led driver and device was matched!\r\n");
	/* 1、设置设备号 */
	if (leddev.major) {
		leddev.devid = mkdev(leddev.major, 0);
		register_chrdev_region(leddev.devid, leddev_cnt, leddev_name);
	} else {
		alloc_chrdev_region(&leddev.devid, 0, leddev_cnt, leddev_name);
		leddev.major = major(leddev.devid);
	}

	/* 2、注册设备      */
	cdev_init(&leddev.cdev, &led_fops);
	cdev_add(&leddev.cdev, leddev.devid, leddev_cnt);

	/* 3、创建类      */
	leddev.class = class_create(this_module, leddev_name);
	if (is_err(leddev.class)) {
		return ptr_err(leddev.class);
	}

	/* 4、创建设备 */
	leddev.device = device_create(leddev.class, null, leddev.devid, null, leddev_name);
	if (is_err(leddev.device)) {
		return ptr_err(leddev.device);
	}

	/* 5、初始化io */	
	leddev.node = of_find_node_by_path("/gpioled");
	if (leddev.node == null){
		printk("gpioled node nost find!\r\n");
		return -einval;
	} 
	
	leddev.led0 = of_get_named_gpio(leddev.node, "led-gpio", 0);
	if (leddev.led0 < 0) {
		printk("can't get led-gpio\r\n");
		return -einval;
	}

	gpio_request(leddev.led0, "led0");
	gpio_direction_output(leddev.led0, 1); /* led0 io设置为输出,默认高电平	*/
	return 0;
}
static int led_remove(struct platform_device *dev)
{
	gpio_set_value(leddev.led0, 1); 	/* 卸载驱动的时候关闭led */
	gpio_free(leddev.led0);				/* 释放io 			*/

	cdev_del(&leddev.cdev);				/*  删除cdev */
	unregister_chrdev_region(leddev.devid, leddev_cnt); /* 注销设备号 */
	device_destroy(leddev.class, leddev.devid);
	class_destroy(leddev.class);
	return 0;
}

三、platform 驱动的工作流程

1. 设备描述,即在设备树中定义设备:

2.驱动注册,驱动代码中定义 platform_driver,并注册到内核:

3.驱动与设备匹配,即内核启动时,会扫描设备树中的设备节点,如果发现某个设备的 compatible 字段与某个驱动的 of_match_table 匹配,就会调用驱动的 probe() 函数,完成初始化。如下为定义的匹配项:

四、测试

1.将驱动文件挂载到imx6ull设备中,

2. 加载驱动后查看对应的platfoam驱动,

3.点灯测试,

总结

概念作用
platform 总线负责匹配设备和驱动,像“红娘”一样连接两者。
platform 设备描述硬件资源(寄存器、中断等),通常通过设备树定义。
platform 驱动实现设备操作逻辑,通过 probe() 初始化设备,通过 remove() 释放资源。

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持代码网。

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