Linux驅動開發 ---- 4.2_平臺設備（Platform Devices）概述

前述

在嵌入式系統中，平臺設備（Platform Devices）用于表示硬件設備，通常是與特定平臺（如 ARM、MIPS 等）相關聯的設備。平臺設備不依賴于特定的總線（例如 PCI、USB 等），而是通過靜態配置或設備樹（Device Tree）來進行配置。平臺設備廣泛應用于嵌入式硬件，如 GPIO、SPI、I2C 控制器、內存等。

主要特點：

1. 無需總線支持： 與常見的 PCI 或 USB 設備不同，平臺設備直接與硬件平臺相關聯，不需要外部總線支持。
2. 靜態配置： 配置通常通過設備樹（Device Tree）或靜態方式進行，而不是動態的總線掃描。
3. 注冊方式： 平臺設備使用 platform_device_register() 和 platform_driver_register() 來注冊。

平臺設備的作用

平臺設備通常用于嵌入式系統中，表示直接連接到處理器或 SoC（系統級芯片）的硬件設備。這些設備的驅動程序在內核中注冊，并且設備通常在啟動時通過設備樹或手動配置進行注冊。常見的硬件如：

• GPIO 控制器
• SPI 控制器
• I2C 控制器
• UART 設備
• 內存映射設備（如 RAM、EEPROM）

平臺設備的注冊與注銷

1. platform_device_register_simple()

該函數是一個簡單的接口，用于注冊一個平臺設備。它將設備的名稱、設備 ID、設備資源等信息注冊到內核中。

2. platform_device_unregister()

該函數用于注銷一個平臺設備，將設備從系統中刪除。

平臺設備注冊示例

在以下代碼中，我們通過 platform_device_register_simple() 來注冊一個平臺設備，使用 platform_device_unregister() 來注銷設備。

示例代碼：

#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>// 設備對象指針
static struct platform_device *pdev;// 初始化函數
static int __init platform_dev_init(void)
{// 注冊平臺設備pdev = platform_device_register_simple("my_platform_device", -1, NULL, 0);if (IS_ERR(pdev)) {pr_err("Failed to register platform device\n");return PTR_ERR(pdev);}pr_info("Platform device registered successfully\n");return 0;
}// 卸載函數
static void __exit platform_dev_exit(void)
{// 注銷平臺設備platform_device_unregister(pdev);pr_info("Platform device unregistered successfully\n");
}module_init(platform_dev_init);
module_exit(platform_dev_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple platform device registration example");

代碼詳細解釋

1. platform_device_register_simple()

   • platform_device_register_simple() 是一個簡化的接口，用于注冊一個平臺設備。
   • 參數說明：
     • "my_platform_device"：設備的名稱（設備在 /sys/class/platform/ 下的目錄名稱）。
     • -1：設備 ID（通常是一個唯一標識符，-1 表示自動分配一個設備 ID）。
     • NULL：設備資源（如內存、IO 地址等）。此處 NULL 表示沒有資源分配。
     • 0：資源大小（如果沒有分配資源，則為 0）。

2. 設備注冊

   • 在 platform_dev_init() 函數中，調用 platform_device_register_simple() 注冊一個平臺設備。如果設備注冊失敗（返回 IS_ERR()），則返回錯誤代碼。
   • 如果設備注冊成功，會輸出日志信息 "Platform device registered successfully"。

3. 設備注銷

   • 在 platform_dev_exit() 函數中，調用 platform_device_unregister() 注銷平臺設備。
   • 注銷設備后，會輸出日志信息 "Platform device unregistered successfully"。

編譯與加載

1. 創建 Makefile 文件

在當前目錄下創建一個 Makefile 文件來編譯這個內核模塊：

obj-m += platform_device_example.oall:make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modulesclean:make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

2. 編譯內核模塊

運行以下命令編譯內核模塊：

make

這將生成一個名為 platform_device_example.ko 的內核模塊文件。

3. 加載模塊

使用 insmod 命令加載內核模塊：

sudo insmod platform_device_example.ko

成功加載后，你將看到設備成功注冊的日志信息 "Platform device registered successfully"。

4. 查看設備

加載模塊后，你可以查看設備是否成功注冊到 /sys 下：

ls /sys/class/platform/my_platform_device

5. 卸載模塊

使用 rmmod 卸載模塊：

sudo rmmod platform_device_example

卸載時，會看到 "Platform device unregistered successfully" 的日志信息。

6. 清理編譯文件

清理編譯文件：

make clean

總結

這個示例演示了如何通過 platform_device_register_simple() 注冊一個平臺設備，并使用 platform_device_unregister() 注銷設備。它通過簡單的內核模塊來注冊和注銷平臺設備，設備的相關信息可以通過 /sys/class/platform/ 目錄查看。