《linux设备驱动开发详解》读书笔记七

1 platform 设备驱动

1.1 platform总线、设备与驱动

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发明了一种虚拟的称为platform总线，相应的设备称为platform_device，而驱动成为platform_driver。

struct platform_device {

    const char  * name;

    int     id;

    struct device   dev;

    u32     num_resources;

    struct resource * resource;

};

 

struct platform_driver {

    int (*probe)(struct platform_device *);

    int (*remove)(struct platform_device *);

    void (*shutdown)(struct platform_device *);

    int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);

    int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);

    int (*resume_early)(struct platform_device *);

    int (*resume)(struct platform_device *);

    struct pm_ext_ops *pm;

    struct device_driver driver;

};

platform_device和platform_driver如何进行匹配？通过platform_match来比较name字段是否相同！

 

struct bus_type {

    const char      *name;

    struct bus_attribute    *bus_attrs;

    struct device_attribute *dev_attrs;

    struct driver_attribute *drv_attrs;

 

    int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);

……

};

 

struct bus_type platform_bus_type = {

    .name       = "platform",

    .dev_attrs  = platform_dev_attrs,

    .match      = platform_match,

    .uevent     = platform_uevent,

    .pm     = PLATFORM_PM_OPS_PTR,

};

 

static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)

{

    struct platform_device *pdev;

    pdev = container_of(dev, struct platform_device, dev);

    return (strncmp(pdev->name, drv->name, BUS_ID_SIZE) == 0);

}

1.2 实现platform设备的步骤

（1）.platform_device的编写

（2）.platform_driver的编写

（3）.设备资源和数据的定义

设备资源由resource结构体描述：

struct resource {

    resource_size_t start;

    resource_size_t end;

    const char *name;

    unsigned long flags;

    struct resource *parent, *sibling, *child;

};

我们通常关心start、end和flags这3个字段，分别标明资源的开始值、结束值和类型，flags可以为IORESOURCE_IO、IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_IRQ、IORESOURCE_DMA等。start、end的含义会随着flags而变更，如当 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地址；当 flags为IORESOURCE_IRQ时，start、end分别表示该platform_device使用的中断号的开始值和结束值，如果只使用了1个中断号，开始和结束值相同。对于同种类型的资源而言，可以有多份，譬如说某设备占据了2个内存区域，则可以定义2个IORESOURCE_MEM资源。

对resource的定义通常在BSP的板文件中进行，而在具体的设备驱动中透过platform_get_resource()这样的API来获取，此API的原型为：

struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *, unsigned int, unsigned int);

设备除了可以在BSP中定义资源以外，还可以附加一些数据信息，因为对设备的硬件描述除了中断、内存、DMA通道以外，可能还会有一些配置信息，而这些配置信息也依赖于板，不适宜直接放置在设备驱动本身，因此，platform也提供了platform_data的支持。platform_data 的形式是自定义的。

 

2 input输入子系统框架

下图是input输入子系统框架，输入子系统由输入子系统核心层（ Input Core ），驱动层和事件处理层（Event Handler）三部份组成。一个输入事件，如鼠标移动，键盘按键按下，joystick的移动等等通过 input driver -> Input core -> Event handler -> userspace 到达用户空间传给应用程序。

注意：keyboard.c不会在/dev/input下产生节点，而是作为ttyn终端（不包括串口终端）的输入。

 

3. SPI通信

该总线通信基于主-从配置。它有以下4个信号：

MOSI:主出/从入
MISO:主入/从出
SCK:串行时钟
SS:从属选择

SPI传输串行数据时首先传输最高位。波特率可以高达5Mbps，具体速度大小取决于SPI硬件。例如，Xicor公司的SPI串行器件传输速度能达到5MHz。

S3C2440的SPI驱动在这个文件里讲得很详细：Spi_s3c24xx.c (drivers\spi)

 

4. 设备驱动中的电源管理

这又是一个很大的话题，这里只说一点：

挂起：suspend();

恢复：resume();

并且这两个函数在platform_driver结构体中已经包含。

 

5. misc 设备驱动

设备结构体定义在include/linux/miscdevice.h中：

struct miscdevice  { 

    int minor;                  //次设备号，若为 MISC_DYNAMIC_MINOR 自动分配  

    const char *name;           //设备名  

    const struct file_operations *fops; //设备文件操作结构体  

    struct list_head list;          //misc_list链表头  

    struct device *parent; 

    struct device *this_device; 

    const char *nodename; 

    mode_t mode; 

};

这个主设备号是10，所有注册为misc的设备都有相同的主设备号。在使用过程中我们主要是通过次设备号来区分各个设备。这一点不难理解，内核将所有注册为misc的设备都归为一大类。

结构体中的list_head结构体类型的list成员的作用是什么呢？

内核自己会维护一个misc_list链表，所有注册为misc的设备都必须挂在这个链表上，这个list就是该链表的链表头。

结构体中的两个device结构体类型指针作用是什么呢？

作用就是创建设备文件。

我们如何定义自己的misc类型的设备呢？

static struct miscdevice misc = { 

    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, 

    .name = DEVICE_NAME, 

    .fops = &dev_fops, 

}; 

static struct miscdevice misc = {

    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

    .name = DEVICE_NAME,

    .fops = &dev_fops,

};

其中的设备文件操作结构体和字符设备类似，这里就不再细讲。

定义了自己的misc设备，那么我们如何向内核注册/注销设备呢？

使用如下两个函数：

int misc_register(struct miscdevice * misc);    //在加载模块时会自动创建设备文件，是主设备号为10的字符设备  

int misc_deregister(struct miscdevice *misc);   //在卸载模块时会自动删除设备文件

6.Android和linux的区别是什么？

Android平台是基于Linxu内核搭建的，Linux内核的优势在于大内存管理、进程管理、基于权限的安全模型、统一的驱动模型、共享库支持、代码开源等。

Android平台在设计过程中，针对移动终端资源有限的特点，对Linux进行了一定程度的裁剪：砍掉了原生的窗口系统、去除了对GNU Libc的支持（引入了更高效、针对嵌入式优化过的Bionic）、裁剪掉了一些标准Linux工具的部分特性等。

另外Android针对移动终端的特点还对Linux内核在闹钟（Alarm）、Low Memory Killer、Ashmem、内核调试（Kernel Debugger）、进程间通信（Binder）、日志（Logger）、电源管理（Power Management）等方面做了大量的优化。

其中Low Memory Killer相对于Linux标准OOM（Out Of Memory）机制更加灵活，它可以根据需要杀死进程来释放需要的内存。Low Memory Killer的实现主要位于aurora\msm\msm drivers/staging/android/lowmemorykiller.c文件中。

Ashmem为进程间提供大块共享内存，同时为内核提供和管理这个内存的机制。 Ashmem的实现位于system\core\libcutils\ashmem-dev.c文件中。

参考文献：

http://blog.csdn.net/changjiang654/article/details/6154622

http://blog.csdn.net/chenlong12580/article/details/7339127

http://www.eefocus.com/ayayayaya/blog/2012-05/228130_1d55e.html