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硬编码式的驱动开发带来的问题#xff1a;
垃圾代码太多结构不清晰一些统一设备功能难以支持开发效率低下
1.1 初期解决思路#xff1a;设备和驱动分离
struct device来表示一个具体设备#xff0c;主要提供具体设备相关的资源#xff08;如寄…一、总线、设备、驱动
硬编码式的驱动开发带来的问题
垃圾代码太多结构不清晰一些统一设备功能难以支持开发效率低下
1.1 初期解决思路设备和驱动分离
struct device来表示一个具体设备主要提供具体设备相关的资源如寄存器地址、GPIO、中断等等
struct device_driver来表示一个设备驱动一个驱动可以支持多个操作逻辑相同的设备
带来的问题-------怎样将二者进行关联匹配
硬件上同一总线上的设备遵循一致的时序通信在其基础上增加管理设备和驱动的软件功能
于是引入总线bus各种总线的核心框架由内核来实现通信时序一般由SOC供应商支持
内核中用struct bus_type来表示一种总线总线可以是实际存在的总线也可以是虚拟总线
实际总线提供时序通信方式 管理设备和驱动虚拟总线仅用来管理设备和驱动最核心的作用之一就是完成设备和驱动的匹配
理解方式
设备提供硬件资源——男方
驱动提供驱动代码——女方
总线匹配设备和驱动——婚介所提供沟通机制完成拉郎配
1.2 升级思路根据设备树在系统启动时自动产生每个节点对应的设备
初期方案各种device需要编码方式注册进内核中的设备管理结构中为了进一步减少这样的编码引进设备树
二、基本数据类型
2.1 struct device
struct device
{struct bus_type *bus; //总线类型dev_t devt; //设备号struct device_driver *driver; //设备驱动struct device_node *of_node;//设备树中的节点重要void (*release)(struct device *dev);//删除设备重要//.......
}2.2 struct device_driver
struct device_driver
{const char *name; //驱动名称匹配device用重要struct bus_type *bus; //总线类型struct module *owner; //模块THIS_MODULE const struct of_device_id *of_match_table;//用于设备树匹配 of_match_ptr(某struct of_device_id对象地址) 重要//......
};struct of_device_id
{char name[32];//设备名char type[32];//设备类型char compatible[128]; //用于device和driver的match重点
};
//用到结构体数组一般不指定大小初始化时最后加{}表示数组结束三、platform总线驱动
platform是一种虚拟总线主要用来管理那些不需要时序通信的设备
基本结构图 3.1 核心数据类型之platform_device
struct platform_device
{const char *name; //匹配用的名字int id;//设备id,用于在该总线上同名的设备进行编号如果只有一个设备则为-1struct device dev; //设备模块必须包含该结构体struct resource *resource;//资源结构体 指向资源数组u32 num_resources;//资源的数量 资源数组的元素个数const struct platform_device_id *id_entry;//设备八字
};struct platform_device_id
{char name[20];//匹配用名称kernel_ulong_t driver_data;//需要向驱动传输的其它数据
};struct resource
{resource_size_t start; //资源起始位置 resource_size_t end; //资源结束位置const char *name; unsigned long flags; //区分资源是什么类型的
};#define IORESOURCE_MEM 0x00000200
#define IORESOURCE_IRQ 0x00000400
/*
flags 指资源类型我们常用的是 IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_IRQ 这两种。start 和 end 的含义会随着 flags而变更如a -- flags为IORESOURCE_MEM 时start 、end 分别表示该platform_device占据的内存的开始地址和结束值注意不同MEM的地址值不能重叠b -- flags为 IORESOURCE_IRQ 时start 、end 分别表示该platform_device使用的中断号的开始地址和结束值
*//***注册把指定设备添加到内核中平台总线的设备列表等待匹配,匹配成功则回调驱动中probe*/
int platform_device_register(struct platform_device *);
/***注销把指定设备从设备列表中删除如果驱动已匹配则回调驱动方法和设备信息中的release*/
void platform_device_unregister(struct platform_device *);struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,unsigned int type, unsigned int num);
/*功能获取设备资源参数dev:平台驱动type:获取的资源类型num:对应类型资源的序号如第0个MEM、第2个IRQ等不是数组下标返回值成功资源结构体首地址,失败:NULL
*/3.2 核心数据类型之platform_driver
struct platform_driver
{int (*probe)(struct platform_device *);//设备和驱动匹配成功之后调用该函数int (*remove)(struct platform_device *);//设备卸载了调用该函数void (*shutdown)(struct platform_device *);int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);int (*resume)(struct platform_device *);struct device_driver driver;//内核里所有的驱动必须包含该结构体const struct platform_device_id *id_table; //能够支持的设备八字数组用到结构体数组一般不指定大小初始化时最后加{}表示数组结束
};int platform_driver_register(struct platform_driver*pdrv);
/*功能注册平台设备驱动参数pdrv:平台设备驱动结构体返回值成功0失败错误码
*/
void platform_driver_unregister(struct platform_driver*pdrv);四、platform的三种匹配方式
2.1 名称匹配一个驱动只对应一个设备 ----- 优先级最低
2.2 id匹配可想象成八字匹配一个驱动可以对应多个设备 ------优先级次低
device模块中id的name成员必须与struct platform_device中的name成员内容一致
因此device模块中struct platform_device中的name成员必须指定
driver模块中struct platform_driver成员driver的name成员必须指定但与device模块中name可以不相同
2.3 设备树匹配内核启动时根据设备树自动产生的设备 ------ 优先级最高
使用compatible属性进行匹配注意设备树中compatible属性值不要包含空白字符 id_table可不设置但struct platform_driver成员driver的name成员必须设置
五、名称匹配之基础框架
/*platform device框架*/
#include linux/module.h
#include linux/kernel.h
#include linux/init.h
#include linux/platform_device.h//定义资源数组static void device_release(struct device *dev)
{printk(platform: device release\n);
}struct platform_device test_device {.id -1,.name test_device,//必须初始化.dev.release device_release,
};static int __init platform_device_init(void)
{platform_device_register(test_device);return 0;
}static void __exit platform_device_exit(void)
{platform_device_unregister(test_device);
}module_init(platform_device_init);
module_exit(platform_device_exit);
MODULE_LICENSE(Dual BSD/GPL);/*platform driver框架*/
#include linux/module.h
#include linux/kernel.h
#include linux/init.h
#include linux/platform_device.hstatic int driver_probe(struct platform_device *dev)
{printk(platform: match ok!\n);return 0;
}static int driver_remove(struct platform_device *dev)
{printk(platform: driver remove\n);return 0;
}struct platform_driver test_driver {.probe driver_probe,.remove driver_remove,.driver {.name test_device, //必须初始化},
};static int __init platform_driver_init(void)
{platform_driver_register(test_driver);return 0;
}static void __exit platform_driver_exit(void)
{platform_driver_unregister(test_driver);
}module_init(platform_driver_init);
module_exit(platform_driver_exit);
MODULE_LICENSE(Dual BSD/GPL);
设备中增加资源驱动中访问资源
六、名称匹配之led实例
定义fs4412led_device.c
#include linux/kernel.h
#include linux/module.h
#include linux/platform_device.h
#define GPX1CON 0X11000C20
#define GPX1DAT 0X11000C24#define GPX2CON 0X11000C40
#define GPX2DAT 0X11000C44#define GPF3CON 0X114001E0
#define GPF3DAT 0X114001E4void fs4412leds_device_release(struct device* dev)
{printk(fs4412leds_device releaseed.\n);
}struct resource fs4412leds_device_res []
{[0]{.startGPX1CON,.endGPX1CON3,.nameGPX1CON,.flagsIORESOURCE_MEM},[1]{.startGPX1CON,.endGPX1CON3,.nameGPX1CON,.flagsIORESOURCE_MEM},[2]{.startGPX2CON,.endGPX2CON3,.nameGPX2CON,.flagsIORESOURCE_MEM},[3]{.startGPX2DAT,.endGPX2DAT3,.nameGPX2DAT,.flagsIORESOURCE_MEM},[4]{.startGPF3CON,.endGPF3CON3,.nameGPF3CON,.flagsIORESOURCE_MEM},[5]{.startGPF3DAT,.endGPF3DAT3,.nameGPF3DAT,.flagsIORESOURCE_MEM},};struct platform_device fs4412leds_device
{.namefs4412leds,.dev.release fs4412leds_device_release,.resource fs4412leds_device_res,.num_resourcesARRAY_SIZE(fs4412leds_device_res),
};int __init fs4412leds_device_init(void)
{platform_device_register(fs4412leds_device);return 0;
}void __exit fs4412leds_device_exit(void)
{platform_device_unregister(fs4412leds_device);
}MODULE_LICENSE(GPL); module_init(fs4412leds_device_init);
module_exit(fs4412leds_device_exit);
fs4412_driver.c
#include linux/module.h
#include linux/kernel.h
#include linux/fs.h
#include linux/cdev.h
#include asm/uaccess.h
#include linux/wait.h
#include linux/sched.h
#include linux/poll.h
#include asm/atomic.h
#include myled.h
#include linux/slab.h
#include linux/mm.h
#include linux/io.h
#include linux/platform_device.h#define BUF_LEN 100
#define myled_DEV_CNT 3
int major 11;
int minor 0;
int myled_num1;
struct myled_dev
{struct cdev mydev;volatile unsigned long *pled2_con;volatile unsigned long *pled2_dat;volatile unsigned long *pled3_con;volatile unsigned long *pled3_dat;volatile unsigned long *pled4_con;volatile unsigned long *pled4_dat;volatile unsigned long *pled5_con;volatile unsigned long *pled5_dat;
};struct myled_dev *pgmydevNULL;int myled_open(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{pfile-private_data (void *) (container_of(pnode-i_cdev,struct myled_dev,mydev));return 0;
}int myled_close(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{struct myled_dev *pmydev (struct myled_dev *)pfile-private_data;return 0;
}
void led_on(struct myled_dev *pmydev,int ledno)
{switch(ledno){case 2:writel(readl(pmydev-pled2_dat)|(0x17),pmydev-pled2_dat); break;case 3:writel(readl(pmydev-pled3_dat)|(0x1),pmydev-pled3_dat);break;case 4:writel(readl(pmydev-pled4_dat)|(0x14),pmydev-pled4_dat); break;case 5:writel(readl(pmydev-pled5_dat)|(0x15),pmydev-pled5_dat);break;}
}void led_off(struct myled_dev *pmydev,int ledno)
{switch(ledno){case 2:writel(readl(pmydev-pled2_dat)(~(0x17)),pmydev-pled2_dat); break;case 3:writel(readl(pmydev-pled3_dat)(0x1),pmydev-pled3_dat);break;case 4:writel(readl(pmydev-pled4_dat)(~(0x14)),pmydev-pled4_dat); break;case 5:writel(readl(pmydev-pled5_dat)(~(0x15)),pmydev-pled5_dat);break;}}
long myled_ioctl(struct file *pfile,unsigned int cmd,unsigned int arg)
{struct myled_dev *pmydev (struct myled_dev *)pfile-private_data;switch (cmd){case MY_LED_ON:led_on(pmydev,arg);break;case MY_LED_OFF:led_off(pmydev,arg);break; default:return -1;}}struct file_operations myops {.owner THIS_MODULE,.open myled_open,.release myled_close,.unlocked_ioctl myled_ioctl,
};
void ioremap_ledreg(struct myled_dev *pmydev,struct platform_device *p_pltdev)
{struct resource *preNULL;preplatform_get_resource(p_pltdev,IORESOURCE_MEM,2);pmydev-pled2_conioremap(pre-start,4);preplatform_get_resource(p_pltdev,IORESOURCE_MEM,3);pmydev-pled2_datioremap(pre-start,4);preplatform_get_resource(p_pltdev,IORESOURCE_MEM,0);pmydev-pled3_conioremap(pre-start,4);preplatform_get_resource(p_pltdev,IORESOURCE_MEM,1);pmydev-pled3_datioremap(pre-start,4);preplatform_get_resource(p_pltdev,IORESOURCE_MEM,4);pmydev-pled4_conioremap(pre-start,4);preplatform_get_resource(p_pltdev,IORESOURCE_MEM,5);pmydev-pled4_datioremap(pre-start,4);pmydev-pled5_conpmydev-pled4_con;pmydev-pled5_datpmydev-pled4_dat;}
void set_output_ledconreg(struct myled_dev *pmydev)
{writel((readl(pmydev-pled2_con)(~(0xf28)))|(0x128),pmydev-pled2_con); writel((readl(pmydev-pled3_con)(~(0xf)))|(0x1),pmydev-pled3_con);writel((readl(pmydev-pled4_con)(~(0xf16)))|(0x116),pmydev-pled4_con);writel((readl(pmydev-pled5_con)(~(0xf20)))|(0x120),pmydev-pled5_con);writel(readl(pmydev-pled2_dat)(~(0x17)),pmydev-pled2_dat); writel(readl(pmydev-pled3_dat)(0x1),pmydev-pled3_dat);writel(readl(pmydev-pled4_dat)(~(0x14)),pmydev-pled4_dat);writel(readl(pmydev-pled5_dat)(~(0x15)),pmydev-pled5_dat);
}
void iounmap_ledreg(struct myled_dev *pmydev)
{iounmap(pmydev-pled2_con);pmydev-pled2_con NULL;iounmap(pmydev-pled2_dat);pmydev-pled2_dat NULL;iounmap(pmydev-pled3_con);pmydev-pled3_con NULL;iounmap(pmydev-pled3_dat);pmydev-pled3_dat NULL;iounmap(pmydev-pled4_con);pmydev-pled4_con NULL;iounmap(pmydev-pled4_dat);pmydev-pled4_dat NULL;pmydev-pled5_con NULL;pmydev-pled5_dat NULL;
}int fs4412leds_driver_probe(struct platform_device* p_pltdev)
{int ret 0;dev_t devno MKDEV(major,minor);//int i 0;/*申请设备号*/ret register_chrdev_region(devno,myled_num,myled);if(ret){ret alloc_chrdev_region(devno,minor,myled_num,myled);if(ret){printk(get devno failed\n);return -1;}major MAJOR(devno);//容易遗漏注意}pgmydev(struct myled_dev *)kmalloc(sizeof(struct myled_dev),GFP_KERNEL);if(pgmydevNULL){unregister_chrdev_region(devno,myled_num);printk(kmalloc failed\n);return -1;}memset(pgmydev,0,sizeof(struct myled_dev));/*给struct cdev对象指定操作函数集*/ cdev_init(pgmydev-mydev,myops);/*将struct cdev对象添加到内核对应的数据结构里*/pgmydev-mydev.owner THIS_MODULE;cdev_add(pgmydev-mydev,devno,1);//ioremapioremap_ledreg(pgmydev,p_pltdev);//con_register set output//set_output_ledconreg(pgmydev);return 0;
}
int fs4412leds_driver_remove(struct platform_device* p_pltdev)
{dev_t devno MKDEV(major,minor);//int i 0;cdev_del(pgmydev-mydev);iounmap_ledreg(pgmydev);unregister_chrdev_region(devno,myled_num);kfree(pgmydev);pgmydevNULL;return 0;}struct platform_driver fs4412leds_driver
{.driver.namefs4412leds,.probefs4412leds_driver_probe,.removefs4412leds_driver_remove,};int __init fs4412leds_driver_init(void)
{platform_driver_register(fs4412leds_driver);return 0;
}
void __exit fs4412leds_driver_exit(void)
{platform_driver_unregister(fs4412leds_driver);
}MODULE_LICENSE(GPL);module_init(fs4412leds_driver_init);
module_exit(fs4412leds_driver_exit);
