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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：
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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 };145146 static int __init chip_demo_gpio_drv_init(void)147 {148 int err;149150 err = platform_driver_register(&chip_demo_gpio_driver);151 register_led_operations(&board_demo_led_opr);152153 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;104105 while (1)106 {107 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, i++);108 if (!res)109 break;110111 g_ledpins[g_ledcnt] = res->start;112 led_class_create_device(g_ledcnt);113 g_ledcnt++;114 }115 return 0;116117 } 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 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
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