Anatomie eines Plattformtreibers unter Linux

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Teil 2: Board-Treiber

Der Board-Treiber muss zunächst das Mainboard anhand der vom BIOS gelieferten DMI-Informatioenn erkennen. Wir bedienen uns hier der bereits eingebaute Mechanismen, die auch das Modul automatisch laden. Hierzu definieren wir eine entsprechende match-table:

/* note: matching works on string prefix, so „apu2" must come before „apu" */
 static const struct dmi_system_id apu_gpio_dmi_table[] __initconst = {
     {
         .ident          = „apu2",
         .matches        = {
             DMI_MATCH(DMI_SYS_VENDOR, „PC Engines"),
             DMI_MATCH(DMI_BOARD_NAME, „APU2")
         },
         .driver_data    = (void*)&board_apu2,
     },
     {
         .ident          = „apu2",
         .matches        = {
             DMI_MATCH(DMI_SYS_VENDOR, „PC Engines"),
             DMI_MATCH(DMI_BOARD_NAME, „apu2")
         },
         .driver_data    = (void*)&board_apu2,
     }
     ...
 };
 MODULE_DEVICE_TABLE(dmi, apu_gpio_dmi_table);

Im Feld 'driver_data' können wir einen Zeiger auf Board-spezifische Daten mitgeben. Das ist z.B. hilfreich, wenn das Modul verschiedene Board-Varianten unterstützt, die unterschiedliche Konfiguration benötigen. Das Macro MODULE_DEVICE_TABLE erzeugt die Metadaten für den Module-Loader, damit das Modul automatisch geladen werden kann, wenn das BIOS die passenden DMI-Informationen meldet.

In der Init-Route des Moduls testen wir, ob das Board wirklich vorhanden ist und holen uns die DMI-Daten:

static int __init apu_gpio_init(void)
 {
     int rc;
     const struct dmi_system_id *dmi = dmi_first_match(apu_gpio_dmi_table);
 
     if (!dmi) {
         pr_err(KBUILD_MODNAME „: failed to detect apu board via dmi\n");
         return -ENODEV; 	      }
 
     ...

Nun initialisieren wir unseren GPIO-Treiber aus Teil 1 mit der Konfiguration aus obiger DMI-Struktur:

    if (IS_ERR(apu_gpio_pdev = platform_device_register_resndata(
             NULL, „**gpio_amd_fch**", -1, NULL, 0,  **dmi->driver_data**, **sizeof(struct amd_fch_gpio_pdata)**))) {
         rc = PTR_ERR(apu_gpio_pdev);
         goto fail;
     }

Anschließend können wir die LED- und Key-Treiber initialisieren und mit den GPIOs verbinden:

    static const struct gpio_led apu2_leds[] = {
         { .name = „apu:green:1", .gpio = GPIO_LED1, .active_low = 1, },
         { .name = „apu:green:2", .gpio = GPIO_LED2, .active_low = 1, },
         { .name = „apu:green:3", .gpio = GPIO_LED3, .active_low = 1, }
     };
     static const struct gpio_led_platform_data apu2_leds_pdata = {
         .num_leds       = ARRAY_SIZE(apu2_leds),
         .leds           = apu2_leds,
     };
 
     ...
 
     if (IS_ERR(apu_leds_pdev = platform_device_register_resndata(
             NULL,  „leds-gpio",  -1, NULL, 0, &apu2_leds_pdata, sizeof(apu2_leds_pdata)))) {
         rc = PTR_ERR(apu_leds_pdev);
         goto fail;
     }
 
     ...
 
     static struct gpio_keys_button apu2_keys_buttons[] = {
         {
             .code                   = KEY_A,
             .gpio                   = GPIO_MODESW,
             .active_low             = 1,
             .desc                   = „modeswitch",
             .type                   = EV_KEY, /* or EV_SW ? */
             .debounce_interval      = 10,
             .value                  = 1,
         }
     };
     static const struct gpio_keys_platform_data apu2_keys_pdata = {
         .buttons        = apu2_keys_buttons,
         .nbuttons       = ARRAY_SIZE(apu2_keys_buttons),
     .poll_interval  = 100,
         .rep            = 0,
         .name           = „apu2-keys",
     };
 
     ...
 
     if (IS_ERR(apu_keys_pdev = platform_device_register_resndata(
             NULL, „gpio-keys-polled", -1, NULL, 0, &apu2_keys_pdata, sizeof(apu2_keys_pdata)))) {
         rc = PTR_ERR(apu_keys_pdev);
         goto fail;
     }

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Fazit: So entsteht ein generischer GPIO-Treiber

Wir haben nun mit einfachen Mitteln zunächst einen generischen GPIO-Treiber für den AMD GX-412TC SoC gebaut und anschließend die verschiedenen generischen Treiber board-spezfisch verdrahtet. Das Patchset fügt hier weniger als 500 Codezeilen ein – das meiste davon sind Konfigurations-Daten.

Der Treiber lässt sich zukünftig in den Mainline-Kernel aufnehmen, so dass für zukünftige Projekte hier keine Anpassungen mehr nötig sind, und auch Standard-Distributionen wie z.B. Debian das APU-Board auch out-of-the-Box unterstützen können. Dies entspricht auch der Philosopie von GNU/Linux und gewährleistet langfristige Wartbarkeit mit geringem Aufwand.

Hardwarenahe Softwarentwicklung ist aufgrund beschränkter Systemressourcen oft unabdingbar. (gemeinfrei)

In dem für dieses Thema gewählten Projekt soll das Gewicht von Bienenstöcken gemessen werden. Dafür gibt es mehrere Use-Cases. (Pixabay)

*Enrico Weigelt ist Gründer und Inhaber des IT-Servicebüros meTUX.

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