linux设备模型及实例

1.linux设备模型基本概念

BUS（总线）：用于关联设备和驱动，代表一个实际的物理总线（如USB、PCI bus）或虚拟总线（如platform bus），总线会提供与总线相关的驱动（driver）和设备（device）注册方法。

Device（设备）：系统中的所有硬件设备，描述设备的名字、包含硬件资源、属性等信息。每个设备都有它从属的总线，但是不一定有他对应的驱动。

Class（设备类）：一些复杂的设备需要编写很多驱动代码，如USB、EMMC、SD等。class为这些设备（device）提供一个父设备类，实现设备类的公共部分，简化驱动程序的开发。

Driver（驱动）：硬件设备的驱动程序，实现对应设备的接口函数，包括初始化，设备基本操作函数等。

 

2.举例说明：

以emmc设备为例，系统中实现了mmc总线，负责所有智能卡设备及驱动的匹配。

drivers/mmc/core/core.c中的mmc_init()函数中调用mmc_register_bus()注册了mmc总线。

drivers/mmc/core/core.c中的mmc_init()函数中调用mmc_register_host_class()注册了mmc_host类。

 

2.1 总线mmc

实现如下接口

mmc_register_driver函数用于注册该总线下的驱动程序（mmc_driver类型）。

mmc_alloc_card用于创建总线下的设备（mmc_card类型）。

mmc_add_card用于将设备加入总线。

 

2.2 mmc总线上的驱动程序注册

driver/mmc/card/block.c的mmc_blk_init函数中注册了mmc_driver类型驱动，驱动实现中会注册块设备（在linux中会枚举出mmcblock的块设备节点）。

 

2.3 mmc总线上的设备注册

driver/mmc/core/mmc.c中的mmc_attach_mmc函数中实现了mmc_card设备的注册和加入总线。

 

2.4 class mmc_host

代表多媒体卡控制器类MultiMediaCard

由于emmc设备比较复杂，linux对这类设备抽象出了mmc_host的class 设备。

实现位置drivers/mmc/core/host.c 

class 注册函数mmc_register_host_class。

实现如下接口：

mmc_alloc_host　　申请class为mmc_host类型的设备，将新申请的设备和class进行关联

mmc_add_host　　注册mmc_host类型的设备

mmc_remove_host　　注销mmc_host类型的设备

mmc_free_host　　　　释放mmc_host类型的设备

mmc_detect_change　功能辅助函数

接口内部完成公共部分的实现，如：mmc_alloc_host中注册的work mmc_rescan会完成emmc、sd卡的扫描工作。

 

2.5 sdhci设备

实现安全数字主机控制器接口驱动

实现位置drivers/mmc/host/sdhci.c

sdhci设备对mmc_host设备类进行封装，并实现sdhci特殊部分接口

 

2.6 platform总线上的emmc设备注册

设备树中定义了名字为“sdhci-dove”的设备

 

2.7 platform总线上的emmc驱动注册

drivers/mmc/host/sdhci-dove.c中注册了名字为“sdhci-dove”的平台设备驱动

 

2.8 emmc驱动实现方式

驱动和设备匹配后，驱动程序调用sdhci设备实现接口实现设备驱动的各种操作。

调用sdhci_pltfm_init初始化设备

调用sdhci_add_host增加设备。

设备操作函数也可以使用sdhci提供的实现。