设计和编写设备驱动的一般方法

来源：互联网发布：linux三个启动命令编辑：程序博客网时间：2024/05/14 16:48

我的上一篇博客《设备驱动调试和移植的一般方法》详细介绍了调试和移植的几个步骤，依照那几个步骤，按部就班，外加不屑的努力，你就可以完成驱动的调试和移植。但是当你面临的是一块崭新的芯片XXXX，当前并没有现有的芯片相近驱动代码，更没有芯片原厂提供给你的驱动代码，只有一份该芯片的数据手册，此时，你就不得不FROM SCRATCH。

这时候你是不是有点不知所措呢？其实你不用着急，根据可知论，世界是可以被认知的，linux设备驱动的一般性的设计和编写方法也是存在的，所以，你大可不必惊慌。Linux设备驱动的设计一般可以遵循以下几个步骤。

一、深刻理解datasheet和原理图

这里讲的datasheet包括主控的datasheet和设备芯片的datasheet，原理图就指的是开发板的的原理图了，

如果有pads版本的原理图和贴片图，那是最好的了，方便以后测量引脚的各项参数。阅读和深刻理解设备芯片的datasheet对第一个步骤里面最重要的组成部分，设备驱动就是datasheet的最直观表达，只有在深刻理解的datasheet的基础之上，才有可能设计和开发出优秀的设备驱动。另外，datasheet在一定程度上就是你做驱动软件的需求文档。你做软件总该有个需求吧，那么这里谈到的datasheet就是驱动软件的最好的、最清楚的需求分析。所以，在没有理解datasheet之前就着手做驱动，那结果是可想而知的。

二、搭建起设备驱动的框架

理解了datasheet之后，先不要急着去编写代码，你首先应该做的就是给你将要写的驱动程序设计一个框架。

那么这里的框架应该依据什么搭建呢？具体怎么搭建呢？

一般的，从USB驱动到I2C驱动，从SPI驱动到串口驱动，从PCI驱动到DMA驱动，等等，不管是什么类型的驱动，它总有一种或者几种基本固定的套路供你选择。如果你打算写一个touch驱动，而这个touch挂接在I2C上，那么你就依据I2C设备编写的一一种固定套路先搭建框架。具体如何搭建，这里就给出I2C设备驱动编写的一种固定套路给大家。

I2C设备驱动的新式编写方法为probe方法，这里就讲编写I2C设备驱动的probe方法的框架的搭建。

l 创建一个i2c_driver

static struct i2c_driver XXXX_driver = {

.driver = {

.name= "XXXX"，

}，

.probe = XXXX_probe， /* 当存在i2c_client和i2c_driver匹配时调用 */

.remove = XXXX_remove，

.id_table = XXXX_id，/* 匹配规则 */

};

l 注册i2c_driver

static int __init XXXX_init（void）

{

return i2c_add_driver（&XXXX_driver）;

}

module_init（XXXX_init）;

注册i2c_driver的过程，实际上是将driver注册到i2c_bus_type的总线上。此总线的匹配规则是：

static const struct i2c_device_id *i2c_match_id（const struct i2c_device_id *id，

const struct i2c_client *client）

{

while （id->name[0]） {

if （strcmp（client->name， id->name） == 0）

return id;

id++;

}

return NULL;

}

上面代码实际上是利用i2c_client的名称和id_table中的名称做匹配的。这里的id_table为：

static const struct i2c_device_id XXXX_id[] = {

{ "XXXX346"， 8， }，

{ "XXXX353"， 16， }，

{ "XXXX388"， 8， }，

{ "XXXX399"， 16， }，

{ "XXXX542"， 8， }，

{ "XXXX551"， 16， }，

{ "XXXX572"， 8， }，

{ }

};

l 注册i2c_board_info

对于Probe方法，都要在平台代码中要完成i2c_board_info的注册。办法如下：

static struct i2c_board_info __initdata tmp_i2c_devices[] = {

{

I2C_BOARD_INFO（"XXXX9555"， 0x27），//XXXX9555为芯片名称，0x27为芯片地址

.platform_data = &XXXX9555_data，

}，

{

I2C_BOARD_INFO（"mt9v022"， 0x48），

.platform_data = &iclink[0]， /* With extender */

}，

{

I2C_BOARD_INFO（"mt9m001"， 0x5d），

.platform_data = &iclink[0]， /* With extender */

}，

};

i2c_register_board_info（0，tmp_i2c_devices，

ARRAY_SIZE（tmp_i2c_devices））; /* 注册 */

i2c_client是在注册过程中创建的。

l 调用i2c适配器来完成数据传输

int （*master_xfer）（struct i2c_adapter *adap，struct i2c_msg *msgs，int num）;

master_xfer要通过调用i2c_transfer来完成传输。

int i2c_transfer（struct i2c_adapter * adap， struct i2c_msg *msgs， int num）;

l 字符驱动注册

I2C设备驱动的Probe方法，字符驱动的添加位置在XXXX_probe中。

static int __devinit XXXX_probe（struct i2c_client *client，const struct i2c_device_id *id）

{

/* … 省略 …*/

if（XXXX_major）{

Result = register_chrdev_region（XXXX_dev，1，"XXXX"）;

} else {

result = alloc_chrdev_region（&XXXX_dev，0，1，"XXXX"）;

XXXX_major=MAJOR（XXXX_dev）;

}

if （result < 0） {

printk（KERN_NOTICE "Unable to get XXXX region， error ％d\n"， result）;

return result;

}

XXXX_setup_cdev（chip，0）; /* 注册字符设备, 具体的请google一下 */

/* … 省略 …*/

}

l 字符设备驱动的构建

struct file_operations XXXX_fops = {

.owner = THIS_MODULE，

.ioctl = XXXX_ioctl，

.open = XXXX_open，

.release = XXXX_release，

};

l 删除i2c_driver

static void __exit XXXX_exit（void）

{

i2c_del_driver（&XXXX_driver）;

}

module_exit（XXXX_exit）;

l 删除字符设备驱动

static int __devinit XXXX_remove （struct i2c_client *client）

{

/*…省略…*/

}

你看到这里，就应该明白上面讲到的所谓设备驱动程序的框架是什么意思了吧。当然，这里只写出了I2C设备驱动的一种框架，SPI、USB、DMA 驱动编程都有其各自的框架，具体的信息可以从内核文档（kernel顶层目录下的Documentation目录）获得。总之，你要编写什么类型的驱动，首先根据实际情况搭建好框架。

三、填充框架

搭建好设备驱动程序的框架之后，你应该做的就是根据实际情况往框架里面填充内容了。填充内容可以分为两个层次的填充，分别是：

l 和上层应用打交道的内容

主要包括：

? 基于devfs实现文件操作结构体（file_operations）中的函数，目的是给上层提供系统调用（system call）

? 通过procfs或者sysfs给上层应用提供不同种类的接口

? 向虚拟文件系统（VFS）注册或者注销（添加或者删除）设备驱动，等等。

l 和主控以及设备芯片打交道的内容

依据主控、设备芯片的datasheet以及开发板原理图，做以下填充：

? 定义设备驱动的头文件

? 填充系统调用中和设备芯片直接打交道的部分

? 编写设备驱动程序电源管理模块