Linux驱动开发 ---- 4.2_平台设备（Platform Devices）概述

前述

在嵌入式系统中，平台设备（Platform Devices）用于表示硬件设备，通常是与特定平台（如 ARM、MIPS 等）相关联的设备。平台设备不依赖于特定的总线（例如 PCI、USB 等），而是通过静态配置或设备树（Device Tree）来进行配置。平台设备广泛应用于嵌入式硬件，如 GPIO、SPI、I2C 控制器、内存等。

主要特点：

1. 无需总线支持： 与常见的 PCI 或 USB 设备不同，平台设备直接与硬件平台相关联，不需要外部总线支持。
2. 静态配置： 配置通常通过设备树（Device Tree）或静态方式进行，而不是动态的总线扫描。
3. 注册方式： 平台设备使用 platform_device_register() 和 platform_driver_register() 来注册。

平台设备的作用

平台设备通常用于嵌入式系统中，表示直接连接到处理器或 SoC（系统级芯片）的硬件设备。这些设备的驱动程序在内核中注册，并且设备通常在启动时通过设备树或手动配置进行注册。常见的硬件如：

• GPIO 控制器
• SPI 控制器
• I2C 控制器
• UART 设备
• 内存映射设备（如 RAM、EEPROM）

平台设备的注册与注销

1. platform_device_register_simple()

该函数是一个简单的接口，用于注册一个平台设备。它将设备的名称、设备 ID、设备资源等信息注册到内核中。

2. platform_device_unregister()

该函数用于注销一个平台设备，将设备从系统中删除。

平台设备注册示例

在以下代码中，我们通过 platform_device_register_simple() 来注册一个平台设备，使用 platform_device_unregister() 来注销设备。

示例代码：

#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>// 设备对象指针
static struct platform_device *pdev;// 初始化函数
static int __init platform_dev_init(void)
{// 注册平台设备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;
}// 卸载函数
static void __exit platform_dev_exit(void)
{// 注销平台设备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");

代码详细解释

1. platform_device_register_simple()

   • platform_device_register_simple() 是一个简化的接口，用于注册一个平台设备。
   • 参数说明：
     • "my_platform_device"：设备的名称（设备在 /sys/class/platform/ 下的目录名称）。
     • -1：设备 ID（通常是一个唯一标识符，-1 表示自动分配一个设备 ID）。
     • NULL：设备资源（如内存、IO 地址等）。此处 NULL 表示没有资源分配。
     • 0：资源大小（如果没有分配资源，则为 0）。

2. 设备注册

   • 在 platform_dev_init() 函数中，调用 platform_device_register_simple() 注册一个平台设备。如果设备注册失败（返回 IS_ERR()），则返回错误代码。
   • 如果设备注册成功，会输出日志信息 "Platform device registered successfully"。

3. 设备注销

   • 在 platform_dev_exit() 函数中，调用 platform_device_unregister() 注销平台设备。
   • 注销设备后，会输出日志信息 "Platform device unregistered successfully"。

编译与加载

1. 创建 Makefile 文件

在当前目录下创建一个 Makefile 文件来编译这个内核模块：

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. 编译内核模块

运行以下命令编译内核模块：

make

这将生成一个名为 platform_device_example.ko 的内核模块文件。

3. 加载模块

使用 insmod 命令加载内核模块：

sudo insmod platform_device_example.ko

成功加载后，你将看到设备成功注册的日志信息 "Platform device registered successfully"。

4. 查看设备

加载模块后，你可以查看设备是否成功注册到 /sys 下：

ls /sys/class/platform/my_platform_device

5. 卸载模块

使用 rmmod 卸载模块：

sudo rmmod platform_device_example

卸载时，会看到 "Platform device unregistered successfully" 的日志信息。

6. 清理编译文件

清理编译文件：

make clean

总结

这个示例演示了如何通过 platform_device_register_simple() 注册一个平台设备，并使用 platform_device_unregister() 注销设备。它通过简单的内核模块来注册和注销平台设备，设备的相关信息可以通过 /sys/class/platform/ 目录查看。