设备驱动注册到源码
总线、设备、驱动注册流程图
说明
以上这个图片是相当重要的一个图片吗，它完整诠释了设备和驱动的注册流程。
首先关于平台platform总线
总线是Linux中很重要的一个概念，有许多条总线，比如media总线、SPI总线、mmc存储设备总线、平台总线（platform）等等，对于我们驱动开发工程师来说，最重要的，要深刻理解的就是平台platform总线了，相对于USB、PCI、I2C、SPI等物理总线来说，platform总线是一种虚拟、抽象出来的总线，实际中并不存在这样的总线。那为什么需要platform总线呢？其实是Linux设备驱动模型为了保持设备驱动的统一性而虚拟出来的总线。因为对于usb设备、i2c设备、pci设备、spi设备等等，他们与cpu的通信都是直接挂在相应的总线下面与我们的cpu进行数据交互的，但是在我们的嵌入式系统当中，并不是所有的设备都能够归属于这些常见的总线，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内存空间的外设却不依附与此类总线。所以Linux驱动模型为了保持完整性，将这些设备挂在一条虚拟的总线上（platform总线），而不至于使得有些设备挂在总线上，另一些设备没有挂在总线上。
platform总线相关代码：driver\base\platform.c 文件
相关结构体定义：include\linux\platform_device.h 文件中
关于设备
设备代表真实存在的物理器件，每个器件有自己不同的通信时序，I2C、USB这些都代表不同的时序，这就与总线挂钩了
在最低层, Linux 系统中的每个设备由一个 struct platform_device 代表
struct platform_device {
const char * name; //设备名称
int id; //对同类设备的区分标识
struct device dev;//结构体中内嵌device结构体
u32 num_resources;//设备使用资源的数量
struct resource * resource;//设备使用的资源数组
const struct platform_device_id *id_entry;
/* MFD cell pointer */
struct mfd_cell *mfd_cell;
/* arch specific additions */
struct pdev_archdata archdata;
};
Linux的所有设备由一个设备链表来维护，依次从Device0到DeviceN
我们可以通过device_register()来注册设备
关于驱动
驱动代表操作设备的方式和流程，以应用来说，在程序open设备时，接着read这个这个设备，驱动就是实现应用访问的具体过程。驱动就是一个通信官和翻译官，一是通过对soc的控制寄存器编程，按总线要求输出相应时序的命令，与设备交互，一是对得到数据进行处理，给上层提供特定格式数据。
- 不同总线的设备驱动过程不同
- 同一总线的不同类型设备驱动不同，光感和加速度
- 同一总线的同类设备驱动不同，多点触控和单点触控
驱动由一个 struct platform_driver 代表
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 (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;
const struct platform_device_id *id_table;
};
驱动两个重要的操作就是注册register和卸载unregister，函数原型如下
extern int platform_driver_register(struct platform_driver *);//注册驱动函数
extern void platform_driver_unregister(struct platform_driver *);//卸载驱动函数
这两个函数的参数都是只有 platform_driver
驱动重点关注操作的流程和方法，如果在驱动中直接针对具体的引脚来编程，其驱动的平台可移植性就比较差，为了提高驱动的可移植性，Linux把驱动要用到的GPIO和中断等资源剥离给设备去管理。即在设备里面包含其自己的设备属性，还包括了其连接到SOC所用到的资源。
注册设备
以我我现在的水平肯定是不会去撸源码的，我现在追求的就是先掌握设备、驱动的注册流程，先能用起来，当然这部分的源码是很重要的，以后还是会去仔细分析的
注册设备的流程
- 1、注册设备，将设备结构体放到平台文件中，会自动注册设备，不用去调用注册设备的函数
vim arch/arm/mach-exynos/mach-itop4412.c
两个修改点
#ifdef CONFIG_HELLO_CTL
struct platform_device s3c_device_hello_ctl={
.name = "hello_ctl",
.id = -1,
};
#endif
#ifdef CONFIG_HELLO_CTL
&s3c_device_hello_ctl,
#endif
- 2、在Kconfig文件中添加编译HELLO设备的宏定义
config HELLO_CTL
tristate "Enable HELLO config"
default y
help
Enable HELLO config
- 3、配置menuconfig中的HELLO宏定义，生成新的.config文件
- 4、生成新的zImage，烧录
执行make zImage
然后到arch/arm/boot中寻找zImage
查看设备是否注册成功
通过以上的步骤就完成了设备的注册，这时进入系统我们可以查看一下开发板的设备，应该能找到我们的hello_ctl
ls /sys/devices/platform/
说明我们设备注册成功
注册驱动（很重要）
一些说明
驱动常见的几种状态：初始化、移除、断电、休眠、恢复
- probe函数
platform_match函数匹配之后，驱动调用的初始化函数 - remove函数
移除驱动函数 - shutdown函数
断电后执行的函数 - suspend函数
悬挂（休眠）驱动函数 - resume函数
休眠后恢复驱动
在platform_driver结构体中还有一个device_driver结构体类型的变量，所以我们也关注一些device_driver结构体
struct device_driver {
const char *name;//和注册的设备name要一致
struct bus_type *bus;
struct module *owner;//一般赋值THIS_MODULE
const char *mod_name; /* used for built-in modules */
bool suppress_bind_attrs; /* disables bind/unbind via sysfs */
const struct of_device_id *of_match_table;
int (*probe) (struct device *dev);
int (*remove) (struct device *dev);
void (*shutdown) (struct device *dev);
int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);
int (*resume) (struct device *dev);
const struct attribute_group **groups;
const struct dev_pm_ops *pm;
struct driver_private *p;
};
编写驱动程序
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
/*关于驱动注册的头文件，包含一些函数和重要的结构体*/
#include <linux/platform_device.h>
#define DRIVER_NAME "hello_ctl" //驱动名，注意要与设别名相同
/*开源协议声名和作者*/
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
MODULE_AUTHOR("GYY");
/*驱动初始化函数*/
static int hello_probe (struct platform_device *pdv){
printk(KERN_EMERG "\tinitialized\n");//打印initialized
return 0;
}
/*移除驱动函数*/
static int hello_remove (struct platform_device *pdv){
printk(KERN_EMERG "\tremove\n");//打印remove
return 0;
}
/*断电后驱动执行的函数*/
static void hello_shutdown (struct platform_device *pdv){
}
/*驱动休眠函数*/
static int hello_suspend (struct platform_device *pdv){
return 0;
}
/*驱动恢复函数*/
static int hello_resume (struct platform_device *pdv){
return 0;
}
/*重要的platform_driver结构体*/
struct platform_driver hello_driver = {
/*一些函数的注册，通过函数指针的形式传入*/
.probe = hello_probe,
.remove = hello_remove,
.shutdown = hello_shutdown,
.suspend = hello_suspend,
.resume = hello_resume,
/*device_driver结构体*/
.driver = {
.name = DRIVER_NAME,//驱动名，注意要与设备名相同
.owner = THIS_MODULE,//THIS——MODULE
}
};
/*驱动入口函数*/
static int hello_init(void)
{
int DriverState;
printk(KERN_EMERG "HELLO WORLD enter!\n");
DriverState=platform_driver_register(&hello_driver);//注册驱动
printk(KERN_EMERG "\t%d\n",DriverState);//打印驱动状态，注册成功的话为0
return 0;
}
/*驱动的出口函数*/
static void hello_exit(void)
{
printk(KERN_EMERG "HELLO WORLD exit!\n");
platform_driver_unregister(&hello_driver);//卸载驱动
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
代码分析
- 入口函数
我们在驱动的入口函数执行了platform_driver_register()，所以我们看一下platform_driver_register的源码
int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)
{
drv->driver.bus = &platform_bus_type;
if (drv->probe)
drv->driver.probe = platform_drv_probe;
if (drv->remove)
drv->driver.remove = platform_drv_remove;
if (drv->shutdown)
drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown;
return driver_register(&drv->driver);
}
这个函数首先初始化了总线类型，接着注册了probe、remove、shutdown函数，最后执行了driver_register()函数
到这里就不再深究了，但是我们知道在注册驱动的时候是会调用probe函数的，所以说当我们安装驱动（insmod）时我们应该先打印出“HELLO WORLD enter!”，接着打印initialized，最后注册完后打印驱动的状态
- 出口函数
我们在驱动的出口函数执行了platform_driver_unregister()，platform_driver_unregister()的源码很简单
void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)
{
driver_unregister(&drv->driver);
}
它就是调用了driver_unregister()这个函数
在我们卸载驱动的时候会执行驱动程序的remove函数，所以说当我们卸载驱动（rmmod）时会先打印出”HELLO WORLD exit!“，接着调用remove函数打印出remove
实验测试
安装驱动
符合我们的预期
查看驱动
卸载驱动
符合我们的预期
几句总结
要学习驱动开发，设备、驱动的注册是相当的重要的，但是Linux的源码也是相当复杂的，仅platform.c这个文件就有1200多行的代码量，一开始就一头扎进源码里显然是不太现实的，所以说还是先学会怎么用，以后慢慢的深入，相信自己会在不久的将来可以理清原理，手撕源码，写一些详尽的分析笔记。
