【Linux高级驱动】linux设备驱动模型之平台设备驱动机制

【1：引言: linux字符设备驱动的基本编程流程】

1.实现模块加载函数
  a.申请主设备号
    register_chrdev(major,name,file_operations);
  b.创建字符设备cdev,注册字符设备
    cdev_alloc cdev_init cdev_add
  c.创建设备文件
    class_create device_create
  d.注册中断
    ret =request_irq(中断号,...,...,...,...);
  e.映射
    虚拟地址=ioremap(物理地址,大小)
  f.初始化(初始化等待队列头,初始化tasklet,初始化工作队列)
  ...
2.实现模块卸载函数
3.构建file_operations结构体变量
4.实现操作硬件的方法
  xxx_open xxx_write xxx_read

---

    为了提高驱动的可移植性,减少驱动开发周期,最好将跟硬件/平台相关的东西分离出来,以便增强驱动的可移植性

 

    中断号,物理地址----->归为设备资源

    最好将设备资源与设备驱动分离开来

                       平台设备驱动机制
platform_device                           　 platform_driver
设备资源(设备)            < -- -- -- >            设备驱动

 

【2:设备总线驱动模型:内核用来管理设备与驱动的一种方式】

 

    设备总线驱动模型:以对象的思想来实现的
    每一个设备对应唯一的一个驱动
    每个驱动则可能服务多个设备
    系统中有很多总线:1)实际的物理总线(如:i2c总线,usb总线,SDIO总线,SPI总线...)
                     2)虚拟总线(只有一条:平台总线)

【对象思想】

/*1.在系统用来表示一个设备*/
struct device {
  struct device_driver *driver;   //设备驱动
  struct bus_type *bus;      //所属总线
  struct device   *parent;    //父设备
 dev_t   devt;      //设备号
  void   *platform_data;     //私有数据
 ....
}

/*2.在系统中用来表示设备驱动*/
struct device_driver {
  const char   *name;    //驱动名字
  struct bus_type   *bus;   //所属总线
  struct module   *owner;   //拥有者
  int ( *probe) ( struct device *dev); //probe函数
}

/*3.在系统中用来表示总线*/
struct bus_type {
  const char   *name;    //总线名字
  /*mach函数,匹配函数,每条总线里面都会有自己的
  *mach,但不同总线的mach的匹配方法可能会不同
  */
  int ( *match)( struct device *dev, struct device_driver *drv);  
 
  /*当设备与驱动匹配成功的时候,便会调用probe函数
  *不过,一般总线中不会实现probe函数,在匹配成功
  *的时候,会直接调用设备驱动中的probe函数
  */
  int ( *probe)( struct device *dev);
  int ( *remove)( struct device *dev);
}

 

【设备总线驱动模型里面的操作函数】

/*1.总线注册*/
int bus_register( struct bus_type *bus)
void bus_unregister( struct bus_type *bus)
/*2.设备注册*/
int device_register( struct device *dev)
void device_unregister( struct device *dev)
/*3.设备驱动注册*/
int driver_register( struct device_driver *drv)
void driver_unregister( struct device_driver *drv)

 

【3:平台设备驱动机制】

借助于设备总线驱动模型,虚拟出一条总线,用来实现设备资源与设备驱动的匹配
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平台设备驱动机制采用了:分离的思想,对象的思想

                       分离的思想:设备资源与设备驱动分离开

【对象思想】

/*1.平台设备结构体*/
struct platform_device {
  const char * name;      //名字
  int  id;
  struct device dev;     //设备结构体
 u32  num_resources;     //资源数量
  struct resource * resource;       //设备资源
  const struct platform_device_id *id_entry;
  /* arch specific additions */
  struct pdev_archdata archdata;
};

/*2.平台驱动结构体*/
struct platform_driver {
  int ( *probe)( struct platform_device *);   //probe函数
  int ( *remove)( struct platform_device *);
  void ( *shutdown)( struct platform_device *);
  int ( *suspend)( struct platform_device *, pm_message_t state);
  int ( *resume)( struct platform_device *);
  struct device_driver driver;   //设备驱动
  const struct platform_device_id *id_table;
};

/*3.虚拟总线:平台总线结构体*/
struct bus_type platform_bus_type = {
 .name   = "platform",    //总线名字
 .dev_attrs = platform_dev_attrs,
 .match   = platform_match,   //匹配函数
 .uevent   = platform_uevent,
 .pm    = &platform_dev_pm_ops,
};

/*4.资源结构体*/
struct resource {
 resource_size_t start;    //起始
 resource_size_t end;    //结束
  const char *name;     //名字
  unsigned long flags;    //标号
  struct resource *parent, *sibling, *child;
};

//平台设备驱动机制中如何来实现设备与驱动的匹配
static int platform_match( struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
  struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
  struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
  /* match against the id table first :可能支持多个设备*/
  if (pdrv - >id_table)
   return platform_match_id(pdrv - >id_table, pdev) != NULL;
  /*平台设备里面的名字,与设备驱动里面的名字匹配*/
  return (strcmp(pdev - >name, drv - >name) == 0);
}

 

【总线注册】

/*内核启动时的第一个C语言入口函数*/
start_kernel      //init/main.c
     rest_init
      /*创建一个内核线程*/
     kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);  
     kernel_init
          do_basic_setup    //init/main.c
           driver_init
            platform_bus_init
          /*1.注册平台总线*/
         bus_register( &platform_bus_type);

 

【平台设备驱动模型的关键接口函数】

/*1.注册平台设备*/
int platform_device_register( struct platform_device *pdev)
void platform_device_unregister( struct platform_device *pdev)

/*2.注册平台驱动*/
int platform_driver_register( struct platform_driver *drv)
void platform_driver_unregister( struct platform_driver *drv)

/*3.获取平台资源*/
platform_get_resource( struct platform_device * dev, unsigned int type, unsigned int num)

 

【linux设备驱动之设备总线驱动模型】

 

【设备总线驱动模型】

@成鹏致远（[email protected]）