驱动高级Day02_平台总线式驱动开发_基础框架
平台总线式驱动开发_基础框架
- 一、总线、设备、驱动
-
- 1.1 初期解决思路：设备和驱动分离
- 1.2 升级思路：根据设备树，在系统启动时自动产生每个节点对应的设备
- 二、基本数据类型
- 三、platform总线驱动
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- 3.1 核心数据类型之platform_device
- 3.2 核心数据类型之platform_driver
- 四、platform的三种匹配方式
- 五、名称匹配之基础框架
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- hello_device.c
- hello_driver.c
- 六、名称匹配之led实例
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- Makefile
- fs4412led_device.c
- fs4412led_driver.c
- leddrv.h
- testled_app.c
一、总线、设备、驱动
硬编码式的驱动开发带来的问题：
- 垃圾代码太多
- 结构不清晰
- 一些统一设备功能难以支持
- 开发效率低下
1.1 初期解决思路：设备和驱动分离
struct device来表示一个具体设备，主要提供具体设备相关的资源（如寄存器地址、GPIO、中断等等）
struct device_driver来表示一个设备驱动，一个驱动可以支持多个操作逻辑相同的设备
带来的问题-------怎样将二者进行关联（匹配）？
硬件上同一总线上的设备遵循一致的时序通信，在其基础上增加管理设备和驱动的软件功能
于是引入总线（bus），各种总线的核心框架由内核来实现，通信时序一般由SOC供应商支持
内核中用struct bus_type来表示一种总线，总线可以是实际存在的总线，也可以是虚拟总线：
- 实际总线：提供时序通信方式 + 管理设备和驱动
- 虚拟总线：仅用来管理设备和驱动（最核心的作用之一就是完成设备和驱动的匹配）
理解方式：
设备：提供硬件资源——男方
驱动：提供驱动代码——女方
总线：匹配设备和驱动——婚介所：提供沟通机制，完成拉郎配
1.2 升级思路：根据设备树，在系统启动时自动产生每个节点对应的设备
初期方案，各种device需要编码方式注册进内核中的设备管理结构中，为了进一步减少这样的编码，引进设备树
二、基本数据类型
2.1 struct device
struct device
{
struct bus_type *bus; //总线类型
dev_t devt; //设备号
struct device_driver *driver; //设备驱动
struct device_node *of_node;//设备树中的节点，重要
void (*release)(struct device *dev);//删除设备，重要
//.......
}；
2.2 struct device_driver
struct device_driver
{
const char *name; //驱动名称，匹配device用，重要
struct bus_type *bus; //总线类型
struct module *owner; //模块THIS_MODULE
const struct of_device_id *of_match_table;//用于设备树匹配 of_match_ptr(某struct of_device_id对象地址) 重要
//......
};
struct of_device_id
{
char name[32];//设备名
char type[32];//设备类型
char compatible[128]; //用于device和driver的match，重点
};
//用到结构体数组，一般不指定大小，初始化时最后加{}表示数组结束
三、platform总线驱动
platform是一种虚拟总线，主要用来管理那些不需要时序通信的设备
基本结构图：
3.1 核心数据类型之platform_device
struct platform_device
{
const char *name; //匹配用的名字
int id;//设备id,用于在该总线上同名的设备进行编号，如果只有一个设备，则为-1
struct device dev; //设备模块必须包含该结构体
struct resource *resource;//资源结构体 指向资源数组
u32 num_resources;//资源的数量 资源数组的元素个数
const struct platform_device_id *id_entry;//设备八字
};
struct platform_device_id
{
char name[20];//匹配用名称
kernel_ulong_t driver_data;//需要向驱动传输的其它数据
};
struct resource
{
resource_size_t start; //资源起始位置
resource_size_t end; //资源结束位置
const char *name;
unsigned long flags; //区分资源是什么类型的
};
#define IORESOURCE_MEM 0x00000200
#define IORESOURCE_IRQ 0x00000400
/*
flags 指资源类型，我们常用的是 IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_IRQ 这两种。start 和 end 的含义会随着 flags而变更，如
a -- flags为IORESOURCE_MEM 时，start 、end 分别表示该platform_device占据的内存的开始地址和结束值；注意不同MEM的地址值不能重叠
b -- flags为 IORESOURCE_IRQ 时，start 、end 分别表示该platform_device使用的中断号的开始地址和结束值
*/
/**
*注册：把指定设备添加到内核中平台总线的设备列表，等待匹配,匹配成功则回调驱动中probe；
*/
int platform_device_register(struct platform_device *);
/**
*注销：把指定设备从设备列表中删除，如果驱动已匹配则回调驱动方法和设备信息中的release；
*/
void platform_device_unregister(struct platform_device *);
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,unsigned int type, unsigned int num);
/*
功能：获取设备资源
参数：dev:平台驱动
type:获取的资源类型
num:对应类型资源的序号（如第0个MEM、第2个IRQ等，不是数组下标）
返回值：成功：资源结构体首地址,失败:NULL
*/
3.2 核心数据类型之platform_driver
struct platform_driver
{
int (*probe)(struct platform_device *);//设备和驱动匹配成功之后调用该函数
int (*remove)(struct platform_device *);//设备卸载了调用该函数
void (*shutdown)(struct platform_device *);
int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
int (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;//内核里所有的驱动必须包含该结构体
const struct platform_device_id *id_table; //能够支持的设备八字数组，用到结构体数组，一般不指定大小，初始化时最后加{}表示数组结束
};
int platform_driver_register(struct platform_driver*pdrv);
/*
功能：注册平台设备驱动
参数：pdrv:平台设备驱动结构体
返回值：成功：0
失败：错误码
*/
void platform_driver_unregister(struct platform_driver*pdrv);
四、platform的三种匹配方式
2.1 名称匹配：一个驱动只对应一个设备 ----- 优先级最低
2.2 id匹配（可想象成八字匹配）：一个驱动可以对应多个设备 ------优先级次低
device模块中，id的name成员必须与struct platform_device中的name成员内容一致
因此device模块中，struct platform_device中的name成员必须指定
driver模块中，struct platform_driver成员driver的name成员必须指定，但与device模块中name可以不相同
2.3 设备树匹配：内核启动时根据设备树自动产生的设备 ------ 优先级最高
使用compatible属性进行匹配，注意设备树中compatible属性值不要包含空白字符
id_table可不设置，但struct platform_driver成员driver的name成员必须设置
五、名称匹配之基础框架
hello_device.c
/*platform device框架*/
#include hello_driver.c
/*platform driver框架*/
#include 设备中增加资源，驱动中访问资源
六、名称匹配之led实例
设备中增加资源，驱动中访问资源
Makefile
ifeq ($(KERNELRELEASE),)
ifeq ($(ARCH),arm)
KERNELDIR ?= /home/hsd/fs4412/linux-3.14
ROOTFS ?= /opt/4412/rootfs
else
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
endif
PWD := $(shell pwd)
modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
modules_install:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules INSTALL_MOD_PATH=$(ROOTFS) modules_install
clean:
rm -rf *.o *.ko .*.cmd *.mod.* modules.order Module.symvers .tmp_versions
else
CONFIG_MODULE_SIG=n
obj-m +=fs4412led_driver.o
obj-m +=fs4412led_device.o
endif
fs4412led_device.c
#include fs4412led_driver.c
#include leddrv.h
#ifndef LED_DRIVER_H
#define LED_DRIVER_H
#define LED_DEV_MAGIC 'g'
#define MY_LED_OFF _IO(LED_DEV_MAGIC,0)
#define MY_LED_ON _IO(LED_DEV_MAGIC,1)
#endif
testled_app.c
#include