嵌入式linux/鸿蒙开发板(IMX6ULL)开发(二十九)驱动进化之路:总线设备驱动模型

简介: 嵌入式linux/鸿蒙开发板(IMX6ULL)开发(二十九)驱动进化之路:总线设备驱动模型

示例:



1.1 驱动编写的3种方法

1670917874249.jpg

以LED驱动为例:


1.1.1 传统写法


1670917893035.jpg

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。


1.1.2 总线设备驱动模型


1670917906184.jpg

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,上图中的led_drv.c基本不用改,但是需要修改led_dev.c

1670917914608.jpg

引入一个概念,bus总线,左边是设备,右边是驱动。分离思想最好体现,修改时一般来说修改左边device就可以了。

1670917923401.jpg

一般来说,一旦修改了device端的代码,就需要重新编译,这样.c文件你也越来越多。随着板子越来越多,硬件资源又不一样,这样就会导致内核越来越大。内核是一定要短小精悍的。所以在内核之外给每一个单板配置一个dts,编译以后会形成dtb文件,然后传给内核。这么也就保证了dts,dtb在内核之外。

1670917933514.jpg


1.1.3 设备树


1670917952275.jpg

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。


1.2 在Linux中实现“分离”:Bus/Dev/Drv模型


1670917965234.jpg


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。

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


最先比较:platform_device的 driver_override和platform_driver的driver.name

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


然后比较:platform_device.的name和platform_driver的id_table[i].name

Platform_driver的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。

最后比较:platform_device的name和platform_driver的driver.name

platform_driver的id_table可能为空,这时可以根据platform_driver的driver.name来寻找同名的platform_device。


1.3 函数调用关系


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。

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

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


1.4 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。


1.4.1 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


1.4.2 获得资源


返回该dev中某类型(type)资源中的第几个(num):

1670918573238.jpg

返回该dev所用的第几个(num)中断:

1670918587824.jpg

通过名字(name)返回该dev的某类型(type)资源:

1670918595516.jpg

通过名字(name)返回该dev的中断号:

1670918602886.jpg


1.5 怎么写程序


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。

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


1.6 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

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