【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
===============================================
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)