Linux内核基础——Linux驱动模型(bus/driver/device)实训
Linux驱动模型实训（bus/driver/device）
本期实训源码地址：github-train11.3
Linux内核为驱动开发设计了驱动模型，使总线bus、设备device和驱动driver分别抽象成统一的结构体对象，并且提供了设备与驱动在总线上配对的方法。
在Linux中bus、device、driver的对应结构体对象分别是bus_type、device、device_driver。
通过复写bus_type对象中的match方法，可以定义driver与device之间配对的方法，配对成功后driver中的probe函数就会去做设备device的初始化工作。包括注册设备、挂载设备节点、操作设备资源与方法等。
任务一、创建bus、device、driver模块，体会三者之间的关联逻辑关系
总线模块： my_bus.c
#include设备模块：my_device.c
#include驱动模块: my_driver.c
#include测试：我们的模块加载顺序一定要是先加载总线，因为驱动与设备依赖于总线模块。这里写了一个不推荐的偷懒Makefile脚本。
Makefile
obj-m += my_bus.o
obj-m += my_driver.o
obj-m += my_device.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
sudo insmod my_bus.ko
sudo insmod my_driver.ko
sudo insmod my_device.ko
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
sudo rmmod my_device
sudo rmmod my_driver
sudo rmmod my_bus
结果截图
可以看到加载总线、驱动、设备模块后，总线会使用match方法匹配驱动与设备是否配对，因为我们在编写驱动与设备对象时名字都是相同的，所以总线match匹配成功，驱动调用了它的探测函数probe。说明测试成功。
这个例子，让我们体会到了linux内核框架下bus、driver与device之间的逻辑依赖与操作关系。但是这只是一个空架子，因为我们没有创建任何一个设备文件，也没有提供任何的设备操作方法。设备中也没有提供任何资源。
任务二、在device、device_driver的基础上封装一套自定义的设备与驱动，并且在总线模块中编写它们的注册与卸载方法，并且在match中定义它们的配对方法是通过额外封装的id与数组表查表的配对方式。
自定义advanced_device、advanced_driver，注册注销方法的头文件:advanced_device.h
#ifndef _ADVANCED_DEVICE_H_
#define _ADVANCED_DEVICE_H_
#include总线模块:my_bus.c
#include总线模块中利用container_of宏与传入的device对象可以获得包括这个device对象的自定义封装的advanced_device，从而可以获得advanced_device中的设备号id，获得advanced_driver驱动对象中的设备号表也是同理。这样就可以改写probe来达到我们查表配对的需求。
总线模块中还提供了封装对象与驱动的注册和销毁方法，都通过EXPORT_SYMBOL宏导出供其他模块使用。并且由于是该总线模块提供的方法，所以在注册驱动与设备时的总线都自动指明为当前总线对象。
advanced_driver驱动模块:my_driver.c
#includeadvanced_device设备模块:my_device.c
#include结果截图
配对成功，结果测试验证成功。
任务三、在任务二的基础上在advanced_device中增加struct resource资源属性，并且使得驱动可以获得这段资源
自定义advanced_device、advanced_driver，注册注销方法的头文件:advanced_device.h
struct advanced_device {
int id;
struct device dev;
struct resource *resource;
};
在任务二的基础上增加了resource。
总线模块:my_bus.c与任务二相同，总线模块不参与资源操作
advanced_device设备模块:my_device.c
static int reg = 666;
//初始化设备资源
static struct resource my_resource[] = {
{
.name = "设备寄存器地址",
.start = ®,
.end = ® + 0x04,
.flags = IORESOURCE_MEM,
}
};
//初始化设备对象，设备id号、声明名字、清理方法，总线在注册时会自动指明
static struct advanced_device my_dev = {
.id = 1,
.resource = my_resource,
.dev = {
.init_name = "jit_dev",
.release = my_release,
},
};
新增了resource的初始化以及添加该成员到my_dev中。
resource的start属性一般都是指向资源的首地址，end是资源尾地址，flags是资源地址映射的方式。（关于资源resource）
advanced_driver驱动模块:my_driver.c
//总线匹配成功驱动与设备后，会启动驱动的初始化函数,probe(也称探测函数)
static int my_probe(struct device *dev)
{
struct advanced_device *adev;
printk(KERN_INFO "In %s \n", __func__);
adev = container_of(dev, struct advanced_device, dev);
printk(KERN_INFO "Resource name is %s, content is %x\n", adev->resource[0].name,
adev->resource[0].start);
return 0;
}
驱动模块改写了probe方法，在成功配对后，打印资源信息，表示可以获得资源。
结果截图
任务四、综合训练，使用platform_device、platform_driver、platform封装好的bus_type，来注册一个字符设备驱动，并且给字符设备驱动提供一些基本操作方法以及尝试给驱动传递resource信息
综合性训练，对于platform来说，内核已经封装好了platform的bus，这个bus的匹配方法是使用名字匹配。并且内核提供的platform_deivce_register和platform_driver_register也就是驱动与设备的注册方法在实现中已经为我们指定了bus总线，就像我的任务二、三所设计的那样。所以我们不需要编写bus模块，只需要写device和driver模块即可。
设备模块: my_deivce.c
#include设备模块很简单，只是提供了资源以及注册了platform_device，加载到内核中等候platform bus上的同名platform_driver与之匹配即可。
驱动模块:my_driver.c
#include重点在于platform_driver驱动初始化时的姓名与前面写的设备名字相同，这样才能在platform bus总线上被匹配。
匹配后会去执行platform_driver中的probe探测函数，可以看到探测函数主要是做了字符设备创建的工作：注册设备号、创建字符设备、创建设备节点等。字符设备提供了一个open操作，主要是打印信息证明来过。
结果截图
加载模块设备与驱动模块后，总线匹配成功，查看proc文件系统下设备号的创建、/dev/下设备节点的创建、sys文件系统下总线、设备、驱动的创建。
验证成功。
卸载模块后，所有相关信息清空。测试成功。