• RK3568驱动指南｜第六期-平台总线-第51章 注册platform设备实验

    瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工艺，搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码，支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU，可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统，主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。

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    第51章 注册platform设备实验

    51.1 注册platform设备

    51.1.1 platform_device_register 函数

    platform_device_register函数用于将platform_device结构体描述的平台设备注册到内核中。下面是对platform_device_register函数的详细介绍：

    函数原型：

    int platform_device_register(struct platform_device *pdev);

    头文件：

    #include

    函数作用：
    platform_device_register函数用于将platform_device结构体描述的平台设备注册到内核中，使其能够参与设备的资源分配和驱动的匹配。

    参数含义：

    pdev：指向platform_device结构体的指针，描述要注册的平台设备的信息。

    返回值：

    成功：返回0，表示设备注册成功。

    失败：返回负数，表示设备注册失败，返回的负数值表示错误代码。

    pdev参数是一个指向platform_device结构体的指针，其中包含了描述平台设备的各种属性和信息。platform_device结构体包含了设备名称、设备资源、设备ID等信息，用于描述和标识平台设备，会在接下来的小节对该结构体进行详细的介绍。

    该函数在内核源码目录下的“/include/linux/platform_device.h”文件中，具体内容如下所示：

    extern int platform_device_register(struct platform_device *);

    函数声明中的extern关键字表示该函数在其他地方定义，而不是在当前文件中实现。这样的声明通常出现在头文件中，用于告诉编译器该函数的定义存在于其他源文件中，以便在编译时能够正确引用该函数。

    而platform_device_register实际定义在“/drivers/base/platform.c”文件中，相关定义如下所示：

    1. int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
    2. {
    3. 	device_initialize(&pdev->dev);
    4. 	arch_setup_pdev_archdata(pdev);
    5. 	return platform_device_add(pdev);
    6. }

    函数内部有三个主要的操作。

    第3行：调用了device_initialize函数，用于对pdev->dev进行初始化。pdev->dev是struct platform_device结构体中的一个成员，它表示平台设备对应的struct device结构体。通过调用device_initialize函数，对pdev->dev进行一些基本的初始化工作，例如设置设备的引用计数、设备的类型等。

    第4行：调用了arch_setup_pdev_archdata函数，用于根据平台设备的架构数据来设置pdev的架构相关数据。这个函数的具体实现可能与具体的架构相关，它主要用于在不同的架构下对平台设备进行特定的设置。

    第5行：调用了platform_device_add函数，将平台设备pdev添加到内核中。platform_device_add函数会完成平台设备的添加操作，包括将设备添加到设备层级结构中、添加设备的资源等。它会返回一个int类型的结果，表示设备添加的结果。

    platform_device_register函数的主要作用是将platform_device结构体描述的平台设备注册到内核中，包括设备的初始化、添加到platform总线和设备层级结构、添加设备资源等操作。通过该函数，平台设备被注册后，就能够参与设备的资源分配和驱动的匹配过程。函数的返回值可以用于判断设备注册是否成功。

    51.1.2 platform_device_unregister 函数

    platform_device_unregister函数用于取消注册已经注册的平台设备，即从内核中移除设备。在设备不再需要时，调用该函数可以进行设备的清理和释放操作。

    函数原型：

    void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev);

    头文件：

    #include

    函数作用：
    platform_device_unregister函数用于取消注册已经注册的平台设备，从内核中移除设备。

    参数含义：

    pdev：指向要取消注册的平台设备的platform_device结构体指针。

    返回值：
    无返回值。

    该函数在内核源码目录下的“/include/linux/platform_device.h”文件中，具体内容如下所示：

    extern int platform_device_unregister(struct platform_device *);

    函数声明中的extern关键字表示该函数在其他地方定义，而不是在当前文件中实现。这样的声明通常出现在头文件中，用于告诉编译器该函数的定义存在于其他源文件中，以便在编译时能够正确引用该函数。

    而platform_device_unregister实际定义在“/drivers/base/platform.c”文件中，相关定义如下所示：

    1. void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)
    2. {
    3. 	platform_device_del(pdev);
    4. 	platform_device_put(pdev);
    5. }

    函数内部有两个主要的操作：

    第3行：调用了platform_device_del函数，用于将设备从platform总线的设备列表中移除。它会将设备从设备层级结构中移除，停止设备的资源分配和驱动的匹配。

    第4行：这一步调用了platform_device_put函数，用于减少对设备的引用计数。这个函数会检查设备的引用计数，如果引用计数减为零，则会释放设备结构体和相关资源。通过减少引用计数，可以确保设备在不再被使用时能够被释放。

    platform_device_unregister函数的作用是取消注册已经注册的平台设备，从内核中移除设备。它先调用platform_device_del函数将设备从设备层级结构中移除，然后调用platform_device_put函数减少设备的引用计数，确保设备在不再被使用时能够被释放。

    51.1.3 platform_device结构体

    platform_device结构体是用于描述平台设备的数据结构。它包含了平台设备的各种属性和信息，用于在内核中表示和管理平台设备。该结构体定义在内核的“/include/linux/platform_device.h”文件中，具体内容如下所示：

    1. struct platform_device {
    2. 	const char *name;  // 设备的名称，用于唯一标识设备
    3. 	int	id;        // 设备的ID，可以用于区分同一种设备的不同实例
    4. 	bool	 id_auto;  // 表示设备的ID是否自动生成
    5. 	struct device dev;  // 表示平台设备对应的 struct device 结构体，用于设备的基本管理和操作
    6. 	u32	num_resources;   // 设备资源的数量
    7. 	struct resource	*resource;   // 指向设备资源的指针
    8.  
    9. 	const struct platform_device_id *id_entry; // 指向设备的ID表项的指针，用于匹配设备和驱动
    10. 	char *driver_override; // 强制设备与指定驱动匹配的驱动名称
    11.  
    12. 	/* MFD cell pointer */
    13. 	struct mfd_cell *mfd_cell;   // 指向多功能设备（MFD）单元的指针，用于多功能设备的描述
    14.  
    15. 	/* arch specific additions */
    16. 	struct pdev_archdata	archdata;    // 用于存储特定于架构的设备数据
    17. };

    下面对于几个重要的参数和结构体进行讲解

    const char *name：设备的名称，用于唯一标识设备。必须提供一个唯一的名称，以便内核能够正确识别和管理该设备。

    int id：设备的ID，可以用于区分同一种设备的不同实例。这个参数是可选的，如果不需要使用ID进行区分，可以将其设置为-1，

    struct device dev：表示平台设备对应的struct device结构体，用于设备的基本管理和操作。必须为该参数提供一个有效的struct device对象，该结构体的release方法必须要实现，否则在编译的时候会报错。

    u32 num_resources：设备资源的数量。如果设备具有资源（如内存区域、中断等），则需要提供资源的数量。

    struct resource *resource：指向设备资源的指针。如果设备具有资源，需要提供一个指向资源数组的指针，会在下个小节对该结构体进行详细的讲解。

    51.1.4 resource结构体

    struct resource结构体用于描述系统中的设备资源，包括内存区域、I/O 端口、中断等，该结构体定义在内核的“/include/linux/ioport.h”文件中，具体内容如下所示：

    1. struct resource {
    2.     resource_size_t start;          /* 资源的起始地址 */
    3.     resource_size_t end;            /* 资源的结束地址 */
    4.     const char *name;               /* 资源的名称 */
    5.     unsigned long flags;            /* 资源的标志位 */
    6.     unsigned long desc;             /* 资源的描述信息 */
    7.     struct resource *parent;        /* 指向父资源的指针 */
    8.     struct resource *sibling;       /* 指向同级兄弟资源的指针 */
    9.     struct resource *child;         /* 指向子资源的指针 */
    10.  
    11.     /* 以下宏定义用于保留未使用的字段 */
    12.     ANDROID_KABI_RESERVE(1);
    13.     ANDROID_KABI_RESERVE(2);
    14.     ANDROID_KABI_RESERVE(3);
    15.     ANDROID_KABI_RESERVE(4);
    16. };

    其中最重要的是前四个参数，每个参数的具体介绍如下所示：

    （1）resource_size_t start：资源的起始地址。它表示资源的起始位置或者起始寄存器的地址。

    （2）resource_size_t end：资源的结束地址。它表示资源的结束位置或者结束寄存器的地址。

    （3）const char *name：资源的名称。它是一个字符串，用于标识和描述资源。

    （4）unsigned long flags：资源的标志位。它包含了一些特定的标志，用于表示资源的属性或者特征。例如，可以用标志位来指示资源的可用性、共享性、缓存属性等。flags参数的具体取值和含义可以根据系统和驱动的需求进行定义和解释，但通常情况下，它用于表示资源的属性、特征或配置选项。下面是一些常见的标志位及其可能的含义：

    1. 资源类型相关标志位：

    1. IORESOURCE_IO：表示资源是I/O端口资源。
    2. IORESOURCE_MEM：表示资源是内存资源。
    3. IORESOURCE_REG：表示资源是寄存器偏移量。
    4. IORESOURCE_IRQ：表示资源是中断资源。
    5. IORESOURCE_DMA：表示资源是DMA（直接内存访问）资源。

    2. 资源属性和特征相关标志位：

    1. IORESOURCE_PREFETCH：表示资源是无副作用的预取资源。
    2. IORESOURCE_READONLY：表示资源是只读的。
    3. IORESOURCE_CACHEABLE：表示资源支持缓存。
    4. IORESOURCE_RANGELENGTH：表示资源的范围长度。
    5. IORESOURCE_SHADOWABLE：表示资源可以被影子资源替代。
    6. IORESOURCE_SIZEALIGN：表示资源的大小表示对齐。
    7. IORESOURCE_STARTALIGN：表示起始字段是对齐的。
    8. IORESOURCE_MEM_64：表示资源是64位内存资源。
    9. IORESOURCE_WINDOW：表示资源由桥接器转发。
    10. IORESOURCE_MUXED：表示资源是软件复用的。
    11. IORESOURCE_SYSRAM：表示资源是系统RAM（修饰符）。

    3.其他状态和控制标志位

    1. IORESOURCE_EXCLUSIVE：表示用户空间无法映射此资源。
    2. IORESOURCE_DISABLED：表示资源当前被禁用。
    3. IORESOURCE_UNSET：表示尚未分配地址给资源。
    4. IORESOURCE_AUTO：表示地址由系统自动分配。
    5. IORESOURCE_BUSY：表示驱动程序将此资源标记为繁忙。

    51.2 实验程序的编写

    本实验对应的网盘路径为：iTOP-RK3568开发板【底板V1.7版本】\03_【iTOP-RK3568开发板】指南教程\02_Linux驱动配套资料\04_Linux驱动例程\40_platform_device\。

    本实验将注册一个名为 "my_platform_device" 的平台设备，当注册平台设备时，该驱动程序提供了两个资源：一个内存资源和一个中断资源。这些资源被定义在名为 my_resources 的结构体数组中,具体内容如下：

    内存资源：

    起始地址：MEM_START_ADDR（0xFDD60000）

    结束地址：MEM_END_ADDR（0xFDD60004）

    标记：IORESOURCE_MEM

    中断资源：

    中断资源号：IRQ_NUMBER（101）

    标记：IORESOURCE_IRQ

    编写完成的platform_device.c代码如下所示：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4.  
    5. #define MEM_START_ADDR 0xFDD60000
    6. #define MEM_END_ADDR   0xFDD60004
    7. #define IRQ_NUMBER     101
    8.  
    9. static struct resource my_resources[] = {
    10.     {
    11.         .start = MEM_START_ADDR,    // 内存资源起始地址
    12.         .end = MEM_END_ADDR,        // 内存资源结束地址
    13.         .flags = IORESOURCE_MEM,    // 标记为内存资源
    14.     },
    15.     {
    16.         .start = IRQ_NUMBER,        // 中断资源号
    17.         .end = IRQ_NUMBER,          // 中断资源号
    18.         .flags = IORESOURCE_IRQ,    // 标记为中断资源
    19.     },
    20. };
    21.  
    22. static void my_platform_device_release(struct device *dev)
    23. {
    24.     // 释放资源的回调函数
    25. }
    26.  
    27. static struct platform_device my_platform_device = {
    28.     .name = "my_platform_device",                  // 设备名称
    29.     .id = -1,                                      // 设备ID
    30.     .num_resources = ARRAY_SIZE(my_resources),     // 资源数量
    31.     .resource = my_resources,                      // 资源数组
    32.     .dev.release = my_platform_device_release,     // 释放资源的回调函数
    33. };
    34.  
    35. static int __init my_platform_device_init(void)
    36. {
    37.     int ret;
    38.  
    39.     ret = platform_device_register(&my_platform_device);   // 注册平台设备
    40.     if (ret) {
    41.         printk(KERN_ERR "Failed to register platform device\n");
    42.         return ret;
    43.     }
    44.  
    45.     printk(KERN_INFO "Platform device registered\n");
    46.     return 0;
    47. }
    48.  
    49. static void __exit my_platform_device_exit(void)
    50. {
    51.     platform_device_unregister(&my_platform_device);   // 注销平台设备
    52.     printk(KERN_INFO "Platform device unregistered\n");
    53. }
    54.  
    55. module_init(my_platform_device_init);
    56. module_exit(my_platform_device_exit);
    57.  
    58. MODULE_LICENSE("GPL");
    59. MODULE_AUTHOR("topeet");

    51.3 运行测试

    51.3.1 编译驱动程序

    在上一小节中的platform_device.c代码同一目录下创建 Makefile 文件，Makefile 文件内容如下所示：

    1. export ARCH=arm64#设置平台架构
    2. export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-#交叉编译器前缀
    3. obj-m += platform_device.o    #此处要和你的驱动源文件同名
    4. KDIR :=/home/topeet/Linux/linux_sdk/kernel    #这里是你的内核目录                                                                                                                            
    5. PWD ?= $(shell pwd)
    6. all:
    7.     make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules    #make操作
    8. clean:
    9.     make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean    #make clean操作

    对于Makefile的内容注释已在上图添加，保存退出之后，来到存放platform_device.c和Makefile文件目录下，如下图（图51-5）所示：

    图 51-5

    然后使用命令“make”进行驱动的编译，编译完成如下图（图51-2）所示：

    图 51-2

    编译完生成platform_device.ko目标文件，如下图（图51-3）所示：

    至此驱动模块就编译成功了。

    51.3.2 运行测试

    开发板启动之后，使用以下命令进行驱动模块的加载，如下图（图51-4）所示：

    insmod platform_device.ko

    图 51-4

    然后来到/sys/bus/platform/devices目录下，可以看到我们创建的my_platform_device设备文件夹就成功生成了。

    图 51-5

    然后使用以下命令进行驱动模块的卸载，如下图（图51-6）所示：

    rmmod platform_device.ko

     

    图 51-6

    至此，注册platform设备实验就完成了。

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