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第9章 驱动进化之路：总线设备驱动模型

示例：

图 9.1 驱动模型示例

9.1 驱动编写的3种方法​

以LED驱动为例。

9.1.1 传统写法​

图 9.2 传统写法架构

使用哪个引脚，怎么操作引脚，都写死在代码中。

最简单，不考虑扩展性，可以快速实现功能。

修改引脚时，需要重新编译。

9.1.2 总线设备驱动模型​

图 9.3 总线设备驱动模型

引入platform_device/platform_driver，将“资源”与“驱动”分离开来。

代码稍微复杂，但是易于扩展。

冗余代码太多，修改引脚时设备端的代码需要重新编译。

更换引脚时，图 9.3中的led_drv.c基本不用改，但是需要修改led_dev.c。

9.1.3 设备树​

图 9.4 设备树驱动模型

通过配置文件──设备树来定义“资源”。

代码稍微复杂，但是易于扩展。

无冗余代码，修改引脚时只需要修改dts文件并编译得到dtb文件，把它传给内核。

无需重新编译内核/驱动。

9.2 在Linux中实现“分离”：Bus/Dev/Drv模型​

图 9.5 BUS/Dev/Drv模型

9.3 匹配规则​

9.3.1 最先比较​

  • platform_device.driver_override和platform_driver.driver.name

可以设置platform_device的driver_override，强制选择某个platform_driver。

9.3.2 然后比较​

  • platform_device. name和platform_driver.id_table[i].name

Platform_driver.id_table是“platform_device_id”指针，表示该drv支持若干个device，它里面列出了各个device的{.name, .driver_data}，其中的“name”表示该drv支持的设备的名字，driver_data是些提供给该device的私有数据。

9.3.3 最后比较​

  • platform_device.name和platform_driver.driver.name

platform_driver.id_table可能为空，

这时可以根据platform_driver.driver.name来寻找同名的platform_device。

9.3.4 函数调用关系​

platform_device_register
platform_device_add
    device_add
        bus_add_device // 放入链表
        bus_probe_device  // probe枚举设备，即找到匹配的(dev, drv)
            device_initial_probe
                __device_attach
                    bus_for_each_drv(...,__device_attach_driver,...)
                        __device_attach_driver
                            driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
                            driver_probe_device         // 调用drv的probe
platform_driver_register
__platform_driver_register
    driver_register
        bus_add_driver // 放入链表
            driver_attach(drv)
                    bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);
                        __driver_attach
                            driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
                            driver_probe_device         // 调用drv的probe

9.4 常用函数​

这些函数可查看内核源码：drivers/base/platform.c，根据函数名即可知道其含义。

下面摘取常用的几个函数。

9.4.1 注册/反注册​

platform_device_register/ platform_device_unregister
platform_driver_register/ platform_driver_unregister
platform_add_devices // 注册多个device

9.4.2 获得资源​

  • 返回该dev中某类型(type)资源中的第几个(num)：
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type,
unsigned int num)
  • 返回该dev所用的第几个(num)中断：
int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num)
  • 通过名字(name)返回该dev的某类型(type)资源：
struct resource *platform_get_resource_byname(struct platform_device *dev,
unsigned int type,
const char *name)
  • 通过名字(name)返回该dev的中断号：
int platform_get_irq_byname(struct platform_device *dev， const char *name)

9.5 怎么写程序​

9.5.1 分配/设置/注册platform_device结构体​

在里面定义所用资源，指定设备名字。

9.5.2 分配/设置/注册platform_driver结构体​

在其中的probe函数里，分配/设置/注册file_operations结构体，

并从platform_device中确实所用硬件资源。

指定platform_driver的名字。

9.6 课后作业​

在内核源码中搜索platform_device_register可以得到很多驱动，选择一个作为例子：

  1. 确定它的名字
  2. 根据它的名字找到对应的platform_driver
  3. 进入platform_device_register/platform_driver_register内部，分析dev和drv的匹配过程