姓名：謝煥彬 學(xué)號(hào)：19020100303
前面講過(guò)了字符驅(qū)動(dòng)砾医，我們把過(guò)程再來(lái)回顧一下拿撩，我們是如何來(lái)完成一個(gè)驅(qū)動(dòng)的。

1如蚜、設(shè)備號(hào)相關(guān)問(wèn)題压恒，手動(dòng)或自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備號(hào)。

2错邦、設(shè)備對(duì)象相關(guān)問(wèn)題探赫，完成驅(qū)動(dòng)操作方法集合，并向內(nèi)核注冊(cè)該設(shè)備對(duì)象撬呢。

3伦吠、生成設(shè)備節(jié)點(diǎn)

這其中有一個(gè)最大的問(wèn)題：設(shè)備和驅(qū)動(dòng)高度耦合，設(shè)備修改后魂拦，驅(qū)動(dòng)也需要修改毛仪，牽一發(fā)而動(dòng)全身。這為后續(xù)的驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)造成了很不好的影響芯勘。我們應(yīng)該做到的是箱靴，高內(nèi)聚低耦合。設(shè)備修改后只修改相應(yīng)的設(shè)備文件荷愕，驅(qū)動(dòng)需要修改就只修改驅(qū)動(dòng)部分衡怀。那驅(qū)動(dòng)和設(shè)備如何聯(lián)系起來(lái)的呢棍矛？這就又需要要給文件來(lái)配合，總線狈癞。這就是Linux2.6以后的設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型：總線茄靠、設(shè)備茂契、驅(qū)動(dòng)蝶桶。

  那三者是如何分工的呢？

  設(shè)備：描述一個(gè)設(shè)備的詳細(xì)信息掉冶。例如一個(gè)串口真竖，那應(yīng)該體現(xiàn)該串口設(shè)備的相關(guān)信息，例如串口的名稱厌小，設(shè)備的地址恢共，設(shè)備的中斷號(hào)等等。

  驅(qū)動(dòng)：描述如何使用設(shè)備的方法璧亚，這個(gè)好說(shuō)讨韭，其實(shí)還是一堆方法嘛。為用戶提供操作設(shè)備的方法癣蟋。

  總線：總得有一個(gè)東西把設(shè)備和驅(qū)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)把透硝，那就是總線》杞粒總線中有一個(gè)匹配函數(shù)濒生，系統(tǒng)每注冊(cè)一個(gè)設(shè)備，就去找一下系統(tǒng)中與之匹配的驅(qū)動(dòng)幔欧。同樣罪治，注冊(cè)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，也要去系統(tǒng)中尋找一個(gè)與之匹配的設(shè)備礁蔗。這樣觉义，設(shè)備和驅(qū)動(dòng)就聯(lián)系到一起了。

  系統(tǒng)中有很多總線浴井，I2C總線谁撼，SPI總線，USB總線滋饲。但有很多設(shè)備沒(méi)有總線實(shí)體厉碟，例如LED燈，這算什么總線屠缭？Linux添加了一種虛擬總線箍鼓，叫做平臺(tái)總線---platform。

我們?cè)賮?lái)了解下一個(gè)問(wèn)題呵曹，linux設(shè)備模型的對(duì)象化款咖。c語(yǔ)言是面向過(guò)程的語(yǔ)言何暮，很多高級(jí)語(yǔ)言c++，java等都是面向?qū)ο蟮倪^(guò)程铐殃。c語(yǔ)言同樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)象化的過(guò)程海洼。Linux的設(shè)備模型就向我們很好的展示了這個(gè)過(guò)程。我們就以platform設(shè)備模型為例來(lái)看一看富腊。

   在c語(yǔ)言如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)類呢坏逢？用的就是結(jié)構(gòu)體。與類相比赘被，結(jié)構(gòu)體不能定義方法是整，但我們可以用函數(shù)指針來(lái)作為方法。文件操作集合struct file_operations就是一個(gè)典型的例子民假。繼承如何實(shí)現(xiàn)呢浮入？很簡(jiǎn)單，講父類（父結(jié)構(gòu)體）包含就ok了羊异，父類（父結(jié)構(gòu)體）中的變量或者方法就能用了事秀。

   linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型中的根類是kobject，這是linux中所有驅(qū)動(dòng)模型的基類野舶，我們剛才講的總線易迹、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)都是繼承

struct device { //設(shè)備的基類
struct device *parent;

struct device_private   *p;

struct kobject kobj;         //++++++++++++++++++++++繼承自kobject
const char      *init_name; /* initial name of the device */
const struct device_type *type;

struct mutex        mutex;  /* mutex to synchronize calls to
                 * its driver.
                 */

struct bus_type *bus;       /* type of bus device is on */
struct device_driver *driver;   /* which driver has allocated this
                   device */
void        *platform_data; /* Platform specific data, device
                   core doesn't touch it */
struct dev_pm_info  power;
struct dev_power_domain *pwr_domain;

...........}
struct device_driver {//設(shè)備驅(qū)動(dòng)基類結(jié)構(gòu)體
const char *name;
struct bus_type *bus;

struct module       *owner;
const char      *mod_name;  /* used for built-in modules */

bool suppress_bind_attrs;   /* disables bind/unbind via sysfs */

const struct of_device_id   *of_match_table;

int (*probe) (struct device *dev);
int (*remove) (struct device *dev);
void (*shutdown) (struct device *dev);
int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);
int (*resume) (struct device *dev);
const struct attribute_group **groups;

const struct dev_pm_ops *pm;

struct driver_private *p;//這個(gè)里面包含object

};
struct driver_private {
struct kobject kobj; //父類
struct klist klist_devices;
struct klist_node knode_bus;
struct module_kobject *mkobj;
struct device_driver *driver;
};
總線基類結(jié)構(gòu)體
struct bus_type {
const char *name;
struct bus_attribute *bus_attrs;
struct device_attribute *dev_attrs;
struct driver_attribute *drv_attrs;

int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);
int (*probe)(struct device *dev);
int (*remove)(struct device *dev);
void (*shutdown)(struct device *dev);

int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);
int (*resume)(struct device *dev);

const struct dev_pm_ops *pm;

struct subsys_private *p;//這個(gè)里面繼續(xù)++++++++++++++=

};
struct subsys_private {
struct kset subsys; //kset是object基類的集合
struct kset *devices_kset;

struct kset *drivers_kset;
struct klist klist_devices;
struct klist klist_drivers;
struct blocking_notifier_head bus_notifier;
unsigned int drivers_autoprobe:1;
struct bus_type *bus;

struct list_head class_interfaces;
struct kset glue_dirs;
struct mutex class_mutex;
struct class *class;

};
int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv)筒愚；總線中的match方法就是用來(lái)匹配驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的赴蝇。
struct bus_type、struct device 巢掺、struct device_driver 分別是總線句伶、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)的基類結(jié)構(gòu)體陆淀。具體的總線考余、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)都繼承自這里轧苫。
繼續(xù)楚堤，來(lái)看看我們的平臺(tái)設(shè)備platform相關(guān)的類。

1含懊、platform總線

platform總線是bus_type的一個(gè)對(duì)象實(shí)例身冬。

struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_attrs = platform_dev_attrs,
.match = platform_match,
.uevent = platform_uevent,
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};

借此我們來(lái)看一下，platform是如何匹配的驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的呢岔乔？

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);

/* Attempt an OF style match first */
if (of_driver_match_device(dev, drv))
    return 1;

/* Then try to match against the id table */
if (pdrv->id_table)
    return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;

/* fall-back to driver name match */
return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);

}
匹配方法有三種：1酥筝、基于設(shè)備樹(shù)風(fēng)格的匹配。2雏门、基于id_table表的匹配 3嘿歌、基于設(shè)備name和驅(qū)動(dòng)name的匹配掸掏。設(shè)備樹(shù)的方式我們先不講，我們介紹一下后后兩種方式宙帝。請(qǐng)繼續(xù)向下看丧凤。
2、platform設(shè)備

struct platform_device {
const char * name;
int id;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource * resource;

const struct platform_device_id *id_entry;

/* MFD cell pointer */
struct mfd_cell *mfd_cell;

/* arch specific additions */
struct pdev_archdata    archdata;

};
name：設(shè)備名稱步脓，可以用來(lái)與驅(qū)動(dòng)名稱進(jìn)行匹配愿待，match函數(shù)中的name匹配方法就是比對(duì)這里的name
id： 設(shè)備id，現(xiàn)在我們一般直接設(shè)置成-1沪编，不用它了呼盆。

dev： 設(shè)備父類

num_resources：資源數(shù)量

resource：資源結(jié)構(gòu)體年扩。這是設(shè)備最重要的東西蚁廓。

id_entry：也是用來(lái)匹配，match函數(shù)中id_table匹配的方法厨幻。

resource是設(shè)備中最重要的東西相嵌。驅(qū)動(dòng)要操作設(shè)備，首先需要知道什么呢况脆？當(dāng)然是設(shè)備地址了饭宾，如果有中斷還需要知道中斷號(hào)，這就是resource的作用格了。

struct resource {
resource_size_t start;
resource_size_t end;
const char *name;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};
start：資源起始（起始地址或中斷號(hào)起始值）
end：資源結(jié)束（結(jié)束地址或中斷號(hào)結(jié)束值）

name：名稱

flags：資源標(biāo)志定義看铆，表征是什么類型的資源，最常用的有以下幾個(gè)：

      IORESOURCE_MEM：內(nèi)存資源盛末，也包括IO內(nèi)存弹惦，

     IORESOURCE_IRQ：中斷資源

      IORESOURCE_DMA ：DMA通道資源

3、platform驅(qū)動(dòng)

struct platform_driver {
int (*probe)(struct platform_device );
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;
const struct platform_device_id *id_table;
};
platform驅(qū)動(dòng)中包含多個(gè)方法悄但、一個(gè)設(shè)備基類棠隐、一個(gè)id_table表
probe：這是匹配上之后要執(zhí)行的函數(shù)。

remove:所驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)設(shè)備被移除時(shí)或平臺(tái)驅(qū)動(dòng)注銷時(shí)所用

driver：基類檐嚣，driver中的name成員可用來(lái)匹配設(shè)備助泽，match匹配函數(shù)的第三種方法

id_table：可以驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)設(shè)備ID列表。match匹配函數(shù)的第二種方法嚎京。主要設(shè)置name即可嗡贺。
struct platform_device_id {
char name[PLATFORM_NAME_SIZE];
kernel_ulong_t driver_data
attribute((aligned(sizeof(kernel_ulong_t))));
};
好，相關(guān)的類介紹完畢鞍帝，現(xiàn)在來(lái)看看相關(guān)的API函數(shù)诫睬。總線相關(guān)的工作一般情況下內(nèi)核已經(jīng)給我們做好了膜眠，我們只需要做設(shè)備和驅(qū)動(dòng)相關(guān)的工作岩臣。
1溜嗜、設(shè)備注冊(cè)與注銷

int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)
int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
第一個(gè)函數(shù)可以注冊(cè)多個(gè)平臺(tái)設(shè)備，第二個(gè)函數(shù)只注冊(cè)一個(gè)設(shè)備架谎，而實(shí)際上platform_add_devices內(nèi)部時(shí)多次調(diào)用platform_device_register函數(shù)的炸宵。
devs是platform_device結(jié)構(gòu)體二級(jí)指針

num是要注冊(cè)的個(gè)數(shù)

pdev是platform_device結(jié)構(gòu)體指針

void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)
設(shè)備注銷函數(shù)。
2谷扣、驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)與注銷

int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)
驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)

void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)
驅(qū)動(dòng)的注銷
3土全、設(shè)備資源獲取

我們剛才說(shuō)到，設(shè)備中類中有一個(gè)成員變量是resource会涎，是代表設(shè)備的硬件信息裹匙。驅(qū)動(dòng)要操作設(shè)備就必須獲取硬件信息，linux為我們提供了這樣的API函數(shù)末秃。

struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
unsigned int type, unsigned int num)
功能：獲取設(shè)備資源
參數(shù)：dev：設(shè)備對(duì)象

     type：要獲取的資源類型概页，和resource中的flags對(duì)應(yīng)。

               IORESOURCE_MEM：內(nèi)存資源练慕，也包括IO內(nèi)存惰匙，

                 IORESOURCE_IRQ：中斷資源

                 IORESOURCE_DMA ：DMA通道資源

  num：第幾個(gè)資源

返回值：成功返回獲取的資源結(jié)構(gòu)體地址。

有人會(huì)不會(huì)有這樣的疑問(wèn)铃将，驅(qū)動(dòng)不是分為字符設(shè)備项鬼、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備嗎劲阎？platform設(shè)備又是什么绘盟？這里不要把兩種搞混淆了，驅(qū)動(dòng)仍是只有字符設(shè)備悯仙、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備三類龄毡。平臺(tái)設(shè)備只是為了符合linux的驅(qū)動(dòng)模型而產(chǎn)生的，除了平臺(tái)設(shè)備模型雁比，還有I2C設(shè)備模型稚虎、SPI設(shè)備模型。都是為了符合驅(qū)動(dòng)模型而創(chuàng)建的偎捎。但i2c設(shè)備和spi設(shè)備仍然是字符設(shè)備蠢终。

看個(gè)例程把，先來(lái)簡(jiǎn)單熟悉以下過(guò)程

設(shè)備茴她，資源中我們假定一個(gè)寄存器地址

include <linux/init.h>

include <linux/module.h>

include <linux/kernel.h>

include <linux/platform_device.h>

include <linux/ioport.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
void demo_release(struct device *dev)
{
printk("%s,%d\n", func, LINE);
}
struct resource res = {
.start = 0x10004000,
.end = 0x10004007,
.flags = IORESOURCE_MEM,
};

struct platform_device virtual_dev = {
.name = "vir_dev", //名稱和驅(qū)動(dòng)中匹配寻拂。
.id = -1,
.dev = {
.release = demo_release,
},
.num_resources = 1,
.resource = &res,
};

static int __init demo_device_init(void)
{
platform_device_register(&virtual_dev);
printk(KERN_INFO"%s,%d\n",func,LINE);
return 0;
}

static void __exit demo_device_exit(void)
{
platform_device_unregister(&virtual_dev);
printk(KERN_INFO"%s,%d\n",func,LINE);
}

module_init(demo_device_init);
module_exit(demo_device_exit);
驅(qū)動(dòng)中，獲得資源丈牢，并打印開(kāi)始和結(jié)束地址

include <linux/init.h>

include <linux/module.h>

include <linux/kernel.h>

include <linux/platform_device.h>

include <linux/errno.h>

include <linux/ioport.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
struct resource *res0;
static int virtual_probe(struct platform_device *pdev)
{
printk(KERN_INFO"%s,%d\n",func,LINE);
res0 = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
printk(KERN_INFO"startaddr:%x,endaddr:%x\n",(unsigned int)res0->start,(unsigned int)res0->end);
return 0;
}

static int virtual_remove(struct platform_device *pdev)
{
printk(KERN_INFO"%s,%d\n",func,LINE);
return 0;
}
struct platform_driver virtual_driver = {
.probe = virtual_probe,
.remove = virtual_remove,
.driver = {
.name = "vir_dev", //名稱和設(shè)備中保持一致
.owner = THIS_MODULE,
}
};
module_platform_driver(virtual_driver);
最后一行是模塊入口函數(shù)和出口函數(shù)的簡(jiǎn)寫(xiě)方式祭钉，這一行就可以代替之前的一堆，這是因?yàn)榧号妫俺跏蓟墓ぷ魑覀儗⒍紩?huì)放到probe函數(shù)中慌核，所以xxx_init()函數(shù)除了作為入口函數(shù)以及注冊(cè)驅(qū)動(dòng)外也就沒(méi)什么作用了距境，所以才有此簡(jiǎn)寫(xiě)方式。
加載兩個(gè)模塊執(zhí)行結(jié)果

注冊(cè)設(shè)備號(hào)垮卓，注冊(cè)字符設(shè)備等工作我們放到probe函數(shù)中去操作垫桂。其余部分和我們之前介紹的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)都一樣了∷诎矗基本的框架就是這樣诬滩，下一節(jié)我們來(lái)看看如何在實(shí)際的開(kāi)發(fā)板中利用platform設(shè)備點(diǎn)亮LED燈
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