【梦想终会实现】Linux驱动学习5

加油加油坚持住！

1、

Linux驱动模型：驱动模型即将各模型中共有的部分抽象成C结构体。Linux2.4版本前无驱动模型的概念，每个驱动写的代码因人而异，随后为规范书写方式，发明了驱动模型，即提取公共信息组成一个个类，为添加设备和驱动提供统一的接口，使得开发变得简单化、规范化，但驱动本身仍然存在开发难度，设备（触摸屏、蓝牙等）的最底层代码不需要驱动工程师搞，Linux设备模型也不需要驱动工程师搞，驱动工程师需要做的是把二者结合。早期的驱动是需要手动inmod的，有驱动模型后直接注册即可。

驱动模型分为四类：类、总线、设备、驱动、Kobject、sysfs、udev。

深入理解Linux设备模型与驱动开发-优快云博客 (五星推荐)

比如led,rtc,beep,key这类结构简单的设备，它们的控制不需要时序，它们没有相应的物理总线。所以linux内核不会为它们创建驱动总线。为了是这部分设备的驱动开发也能够遵循设备驱动模型，linux内核引入了一种虚拟的总线——平台总线（platform bus）。

2、Linux的底层模型（主要是写内核的人写的，搞驱动的一般不用）

基本结构体Kobject：各类对象的最小单元，对象引用计数（kref）、维护对象链表（entry、parent）、对象上锁（kset）、对用户空间的描述（ktype）。

kobj_type：提供在sysfs下的操作。attribute：sysfs下的属性；sysfs_ops：对象在sysfs下的操作方法。

kset：描述sysfs下的目录关系。

驱动开发注意包含和引用的关系，包含是结构体成员，绑定是指针。如

struct kobject {
	const char		*name;
	struct list_head	entry;   // 上下节点    包含关系
	struct kobject		*parent; // 上下层之间   绑定关系
	struct kset		*kset;       // 上锁        绑定关系
	struct kobj_type	*ktype;
	struct sysfs_dirent	*sd;
	struct kref		kref;        // 对象引用计数
	unsigned int state_initialized:1;
	unsigned int state_in_sysfs:1;
	unsigned int state_add_uevent_sent:1;
	unsigned int state_remove_uevent_sent:1;
	unsigned int uevent_suppress:1;
};

3、Linux的上层模型

设备：

struct device是硬件设备在内核驱动框架中的抽象。

device_register用于向内核驱动框架注册一个设备。

通常device不会单独使用，而是被包含在一个具体设备结构体中，如struct usb_device。

驱动：

device_driver是驱动程序在内核驱动框架中的抽象。

name：驱动程序的名字，用于驱动与对应设备的匹配。

probe：用于检测此设备是否可以用本驱动，毕竟不同厂家的设备对应的驱动是不同的。

类：

相关结构体：struct class 和 struct class_device。

class的真正意义在于作为同属于一个class的多个设备的容器

内核中驱动会被类和总线双重管理。

模型思想即面向对象的思想，结构体包一层结构体即类继承类，有一个基类（device_driver），然后创建子类（usb_device）。驱动开发要有思想复杂度！一层套一层。

4、Linux设备总线开发目的是方便管理。

CPU与外部通信的方式：

32位地址总线寻址：片上外设可以通过SOC的内存寻址，因为设备是硬编码进SOC的，硬编码一般是数字前端工程师设计的，使用Verilog HDL语言。（在Linux中设计为平台总线形式，大部分设备均为平台总线）

通过IIC、SPI、USB总线与外部通信。

EXPORT_SYMBOL_GPL的应用：

// 如下代码表示函数允许被其他仅支持GPL的内核模块使用，而不是使用.h声明的方式
void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)
{
	driver_unregister(&drv->driver);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_driver_unregister);

platfrom设备驱动分析： 

// device驱动源码分析

static struct platform_driver pm860x_backlight_driver = {  // 
	.driver		= {
		.name	= "88pm860x-backlight",  // name为驱动唯一标识符
		.owner	= THIS_MODULE,
	},
	.probe		= pm860x_backlight_probe, // 驱动的侦测函数
	.remove		= pm860x_backlight_remove,// 驱动的卸载函数
};

static int __init pm860x_backlight_init(void)
{
	return platform_driver_register(&pm860x_backlight_driver);
}
module_init(pm860x_backlight_init);  // 模块注册

static void __exit pm860x_backlight_exit(void)
{
	platform_driver_unregister(&pm860x_backlight_driver);
}
module_exit(pm860x_backlight_exit);  // 模块卸载

static struct platform_device this_device = {
	.name   = "tv_ntsc",   // 设备名，用于内核设备树和其他机制中标识这个设备
	.id	= 0,
	.dev	= {
		.platform_data = &ntsc_panel_data,
	}
};

static int __init ntsc_init(void)                  // __init阶段执行，执行完毕后释放该数据段
{
	int ret;

	ret = platform_driver_register(&this_driver);    // 注册驱动
	if (!ret) {
		ret = platform_device_register(&this_device);// 注册成功则注册该设备
		if (ret)
			platform_driver_unregister(&this_driver);// 否则，卸载设备，以保持内核稳定性。
	}

	return ret;
}

module_init(ntsc_init);  // 模块注册

5、

一个驱动可以对应多个设备。当设备加载进来时，会通过platform_match函数匹配对应的驱动（根据驱动名）。若存在，则调用driver的probe函数完成驱动的安装。

内核提供platform_device，写驱动的人提供platform_driver，可以全局检索name的形式检索驱动对应的设备。

设备于内核中的执行顺序：

s3c24xx_led -->mini2440_led1 -->mini2440_devices-->platform_add_devices-->platform_device_register 完成设备添加，可从/sys目录找到。

然后内核根据设备名s3c24xx_led查找对应的驱动，若存在，则执行。以此实现platform框架下的设备和驱动匹配。

static struct platform_device mini2440_led1 = {
	.name		= "s3c24xx_led",
	.id		= 1,
	.dev		= {
		.platform_data	= &mini2440_led1_pdata,    // 这段绑定关系交由各驱动模块自己执行
	},
};

struct device {
	struct device		*parent;
.......
.......

	void		*platform_data;	/* Platform specific data, device
					   core doesn't touch it */  // 此段指针交由各驱动自行绑定。

.......
.......

}

// driver部分，将
static int s3c24xx_led_probe(struct platform_device *dev)
{
	struct s3c24xx_led_platdata *pdata = dev->dev.platform_data;  // 此处实现自定义数据的赋值操作
	struct s3c24xx_gpio_led *led;
	int ret;

	led = kzalloc(sizeof(struct s3c24xx_gpio_led), GFP_KERNEL);
	if (led == NULL) {
		dev_err(&dev->dev, "No memory for device\n");
		return -ENOMEM;
	}

	platform_set_drvdata(dev, led);
    ......
    ......
}

6、

驱动的核心思考点：

能想清楚数据谁写的？给谁了？从哪里传递到哪里？谁接受到数据干啥了？

想想这么设计的优势、必要性是什么？

自己写一个出来。

以上三条就是驱动开发核心部分，区别是不同驱动对应的不同。