#导入Word文档图片# Linux平台设备驱动模型

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了#导入Word文档图片# Linux平台设备驱动模型相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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16.1 平台设备和驱动初识​

16.1.1 总线驱动模型简介​

在Linux 2.6的设备驱动模型中，关心总线、设备和驱动这3个实体，总线将设备和驱动绑定。在系统每注册一个设备的时候，会寻找与之匹配的驱动；相反的，在系统每注册一个驱动的时候，会寻找与之匹配的设备，而匹配由总线完成。​

一个现实的Linux设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上，对于本身依附于PCI、USB、I2 C、SPI等的设备而言，这自然不是问题，但是在嵌入式系统里面，SOC系统中集成的独立的外设控制器、挂接在SOC内存空间的外设等却不依附于此类总线。​

基于这一背景，Linux发明了一种虚拟的总线，称为platform总线，相应的设备称为platform_device，而驱动成为platform_driver。​

16.1.2 平台总线驱动模型特点​

  1. 平台模型采用了分层结构，把一个设备驱动程序分成了两个部分：​

平台设备（platform_device）和平台驱动（platform_driver）。​

（2）平台设备将设备本身的资源注册进内核，可以由内核统一管理。​

（3）统一了设备驱动模型，使智能电源管理更容易实现（设计设计之初就是为了管理电源的）。​

（4）从代码的维护角度看，平台模型的可移植性，通用性更好。​


16.2 平台设备驱动模型分层​

下面分别来介绍设备和驱动层的结构及内核提供编写的API函数。​

16.2.1 平台设备层核心数据结构​

在Linux 2.6内核中将每个设备的资源用结构struct platform_device来描述，该结构体定义在kernel\\include\\linux\\platform_device.h中，struct platform_device结构如下：​

struct platform_device ​

const char * name; //设备名，要求和驱动层中的.name相同。​

int id; //设备ID,一般为-1​

struct devicedev;//内嵌标准device,一般可以用来传递平台数据​

u32 num_resources; //设备占用资源个数​

struct resource* resource;//设备占用资源的首地址。​

struct platform_device_id*id_entry; //设备id入口，一般驱动不用​

/* arch specific additions */​

struct pdev_archdataarchdata;​

;​


该结构一个重要的元素是resource，该元素存入了最为重要的设备资源信息，定义在kernel\\include\\linux\\ioport.h中，结构如下：​

struct resource ​

resource_size_t start;//资源起始物理地址​

resource_size_t end; //资源结束物理地址​

const char *name; //资源名称，可以随便写，一般要有意义。​

unsigned long flags;//资源类型，IO,内存，中断，DMA。​

struct resource *parent, *sibling, *child;​

;​


struct resource 结构中flags成员是指资源的类型，目前可用资源类型定义在include\\linux\\ioport.h文件 中。如下：​

#define IORESOURCE_IO0x00000100 空间，一般在X86框架中存在，ARM一般没有​

#define IORESOURCE_MEM0x00000200 内存空间，占用的是CPU 4G统一编址空间​

#define IORESOURCE_IRQ0x00000400 中断资源，实际上就是中断号​

#define IORESOURCE_DMA0x00000800 内存空间，占用的是CPU 4G统一编址空间,​

但是这个空间是用来做dma模型使用的缓冲空间。​


另外一个很重要的成员是struct device，这个成员是用来实现设备模型的，其中的void 成员用途很大，一般称为平台数据指针，可以给平台驱动层传递任何信息需要的信息，因这个成员指针类型是void类型的，在平台设备驱动模型中，随处可以看到这个成员的踪迹，在例子中会看到如何使用。​

以下struct device的结构信息：​

struct device ​

struct device*parent; /* 父设备指针 */​

struct device_private*p;​

struct kobject kobj;​

const char*init_name; /*逻辑设备的名字*/​

struct device_type*type; /* 设备类型 */​

struct semaphoresem;/* semaphore to synchronize calls toits driver. */​

struct bus_type*bus; /* 设备所属的总线类型 */​

struct device_driver *driver;/* 指向开辟struct device结构driver指针*/​

void*platform_data;/* 平台设备的私有数据指针，要以传递任何结构*/​

struct dev_pm_infopower;​


#ifdef CONFIG_NUMA​

intnuma_node;/* NUMA node this device is close to */​

#endif​

u64*dma_mask;/* dma mask (if dmaable device) */​

/*Like dma_mask, but foralloc_coherent mappings as​

not all hardware supports 64 bit addresses for consistent​

allocations such descriptors. */​

u64coherent_dma_mask;​


struct device_dma_parameters *dma_parms;​

/* dma pools (if dmable) */​

struct list_headdma_pools;​

/* internal for coherent mem override */​

struct dma_coherent_mem*dma_mem; /* arch specific additions */​

struct dev_archdataarchdata;​

dev_tdevt;/* 存放设备号dev_t,creates the sysfs"dev" */​

spinlock_tdevres_lock;​

struct list_headdevres_head;​

struct klist_nodeknode_class;​

struct class*class; /* 设备所属类*/​

const struct attribute_group **groups;/* optional groups */​

void(*release)(struct device *dev);​

;​



以上结构中对驱动开发者比较重要的成员已经使用粗体标注出来。​


16.2.2 platform设备层API​

在学习平台驱动设备层代码如何编写前，先介绍一下和设备层代码相关的内核API函数。​

  1. int platform_device_register(struct platform_device *pdev)

函数原型​

int platform_device_register(struct platform_device *pdev)​

函数功能​

向内核注册一平台设备​

函数参数​

pdev: 要注册的struct platform_device结构指针​

函数返回值​

0：注册成功；​

负数：注册失败​

函数头文件​

include\\linux\\platform_device.h​

函数定义文件​

drivers\\base\\platform.c​

(用EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_device_register);导出给其他模块使用)​

  1. void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)

函数原型​

void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)​

函数功能​

把指定的平台设备struct platform_device从内核中删除​

函数参数​

pdev: 要删除的struct platform_device结构指针​

函数返回值​

无​

函数头文件​

include\\linux\\platform_device.h​

函数定义文件​

drivers\\base\\platform.c ​

(用EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_device_unregister);导出给其他模块使用)​

在设备层编程中，这两个函数所做的工作是相反的，一个用于添加设备到内核，另一个用于从内核中把设备删除。​

  1. int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)​

函数原型​

int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)​

函数功能​

把devs数组中的num个平台设备struct platform_device结构注册到内核中。​

函数参数​

pdev: struct platform_device结构指针数组​

num：pdev数组元素中的个数。​

函数返回值​

0：注册成功；​

负数：注册失败​

函数头文件​

include\\linux\\platform_device.h​

函数定义文件​

drivers\\base\\platform.c ​

(用EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_add_devices);导出给其他模块使用)​

这个函数内部调用的还是platform_device_register(struct platform_device *pdev)，不同在于platform_device_register(struct platform_device *pdev)只注册单个平台设备，platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)注册多个平台设备结构。​


16.2.3 platform 设备层编程​

需要实现的结构体是：struct platform_device。​

1）初始化 struct resource 结构变量。​

2）初始化 struct platform_device 结构变量。​

3）向系统注册设备,使用platform_device_register()函数。​


16.2.4 平台驱动层核心数据结构​

在内核中平台驱动模型的驱动层使用struct platform_driver结构来描述一个设备的驱动信息，定义在include\\linux\\platform_device.h文件中，结构如下：​

struct platform_driver ​

int (*probe)(struct platform_device *); 探测函数 资源探测​

int (*remove)(struct platform_device *);移除函数​

void (*shutdown)(struct platform_device *);关闭设备​

int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state); //挂起函数​

int (*resume)(struct platform_device *); //唤醒函数​

struct device_driver driver;//里边的name很重要，用来匹配​

struct platform_device_id *id_table;​

;​


这个结构中probe，remove是必须的要实现的函数成员，其他函数成员根据需要自行决定是否要实现。​

struct device_driver driver成员中的name成员很重要，它的内容必须要和设备层核心结构struct platform_device的name成员相同，才能实现驱动层和设备层的绑定。​

struct device_driver结构如下：​

struct device_driver ​

const char*name; 驱动层的名字，用来和设备层匹配的*/ ​

struct bus_type*bus;​

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