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? ? ? Linux的設備驅(qū)動模型，或者說，Linux的設備驅(qū)動框架，都是同一個意思。應該這樣理解，（Linux的設備）驅(qū)動框架，即某類設備對應的驅(qū)動的框架。
這里是“Linux總線設備驅(qū)動框架”，應該這樣理解，（Linux的總線設備）驅(qū)動框架，即總線式設備對應的驅(qū)動的框架。
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1、總線
總線代表著同類設備需要共同遵守的工作時序，不同的總線對于物理電平的要求是不一樣的，對于每個比特的電平維持寬度也是不一樣，而總線上傳遞的命令也會有自己的格式約束。
以I2C總線為例，在同一組I2C總線上連接著不同的I2C設備。
2、設備
設備代表真實的、具體的物理器件，在軟件上用器件的獨特的參數(shù)屬性來代表該器件。
如I2C總線上連接的I2C從設備都有一個標識自己的設備地址，由這個設備地址來確定主設備發(fā)過來的命令是否該由它來響應。
3、驅(qū)動
（1）驅(qū)動代表著操作設備的方式和流程。對于應用來說，應用程序open打開設備后，接著就read訪問這個設備，驅(qū)動就是如何實現(xiàn)這個訪問的具體的過程。
（2）驅(qū)動主要包括兩部分
第一是通過對SOC的控制寄存器進行編程，按總線要求輸出時序和命令，成功地與外圍設備進行交互；
第二是對第一步中得到的數(shù)據(jù)進行處理，并向應用層提供特定格式的數(shù)據(jù)。
（3）注意點
不同總線的設備的驅(qū)動過程是不一樣的，比如，USB鼠標的驅(qū)動和I2C EEPROM的讀時序肯定是不一樣的，訪問時序的產(chǎn)生和控制也是驅(qū)動的一部分。
同種總線不同設備類型的設備驅(qū)動也是不一樣的。如I2C電容屏設備，對于讀read來說就是在datasheet規(guī)定的地址上去讀觸摸點的X和Y坐標，而I2C EEPROM的讀操作是讀取存儲的內(nèi)容，兩種設備的datasheet是不一樣的，驅(qū)動自然是不一樣的。
同種總線的同類設備的設備驅(qū)動也可能是不一樣的。例如對于觸摸屏，TSC2003只支持單點觸控，而FT5X06支持多點觸摸。在獲取觸控坐標時，前者只需要獲得一個點的數(shù)據(jù)就返回，而后者則需要先獲得當前有幾個點的數(shù)據(jù)，然后再把所有點的坐標都讀出來。
（3）在驅(qū)動的操作中，一般都會用到GPIO和中斷等硬件資源。
如SDA和SCL會連接到SOC芯片的具體的兩個GPIO引腳，而I2C讀寫時一般都采用中斷控制的方式（查詢讀寫是否完成比較低效，浪費CPU）。
如果我們在驅(qū)動中直接針對具體的引腳來編程，那這個驅(qū)動的平臺可移植性就比較差，因為不同的產(chǎn)品設計可能引腳不一樣。
為了提高驅(qū)動的可移植性，Linux把驅(qū)動要用到的GPIO和中斷等資源剝離給設備去管理。
即在設備里面包含其自己的設備屬性，還包括了其連接到SOC所用到的資源。而驅(qū)動重點關(guān)注操作的流程和方法。
4、再談總線
第1點中談到的總線只是物理意義上的表述，即總線就是在行業(yè)中制定出標準，明確規(guī)定時序的格式。我們在第3點中談到，在軟件層面上，時序的產(chǎn)生和控制由驅(qū)動負責。那我們要思考在軟件層面上，總線的職責是什么？
總線在軟件層面主要是負責管理設備和驅(qū)動。
設備要讓系統(tǒng)感知自己的存在，設備需要向總線注冊自己；同樣地，驅(qū)動要讓系統(tǒng)感知自己的存在，也需要向總線注冊自己。設備和驅(qū)動在初始化時必須要明確自己是哪種總線的，I2C設備和驅(qū)動不能向USB總線注冊吧。
多個設備和多個驅(qū)動都注冊到同一個總線上，那設備怎么找到最適合自己的驅(qū)動呢，或者說驅(qū)動怎么找到其所支持的設備呢？
這個也是由總線負責，總線就像是一個紅娘，負責在設備和驅(qū)動中牽線。
設備會向總線提出自己對驅(qū)動的條件（最簡單的也是最精確的就是指定對方的名字了），而驅(qū)動也會向總線告知自己能夠支持的設備的條件（一般是型號ID等，最簡單的也可以是設備的名字）。
設備在注冊的時候，總線就會遍歷注冊在它上面的驅(qū)動，找到最適合這個設備的驅(qū)動，然后填入設備的結(jié)構(gòu)成員中；驅(qū)動注冊的時候，總線也會遍歷注冊在其之上的設備，找到其支持的設備（可以是多個，驅(qū)動和設備的關(guān)系是1:N），并將設備填入驅(qū)動的支持列表中。我們稱總線這個牽線的行為是match。牽好線之后，設備和驅(qū)動之間的交互紅娘可不管了。
總線在匹配設備和驅(qū)動之后驅(qū)動要考慮一個這樣的問題，設備對應的軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)代表著靜態(tài)的信息，真實的物理設備此時是否正常還不一定，因此驅(qū)動需要探測這個設備是否正常。我們稱這個行為為probe，至于如何探測，那是驅(qū)動才知道干的事情，總線只管吩咐得了。所以我們可以猜測在總線的管理代碼中會有這樣的邏輯：
[cpp]?view plain?copy
if(match(device,?driver)?==?OK)??
driver->probe();??
5、再談驅(qū)動
假設設備正常，探測成功，這時就代表應用程序可以通過驅(qū)動來訪問操作這個設備了。事實上是這樣嗎？仔細想想還少了什么東西。應用層通過什么來訪問操作這個設備？想起來嗎？“嵌入式企鵝圈”的第一篇文章《Linux字符設備驅(qū)動剖析》中曾清晰地分析了Linux字符設備驅(qū)動的開發(fā)和訪問過程，在開篇即提到應用程序如何訪問設備：
[cpp]?view plain?copy
int?fd?=?open(“設備文件名”);??
read(fd,?buf,?len);??
write(fd,?buf,?len);??
這個應用程序涉及的驅(qū)動兩個問題，一是設備文件名從何而來；二是應用層的API如open、read和write等對應驅(qū)動的哪些接口，是如何對應的。這些都是驅(qū)動要解決的問題。
總線匹配設備和驅(qū)動之后，驅(qū)動探測到設備正常，這時驅(qū)動已經(jīng)做好準備讓應用層來差遣，但是設備文件名如果沒有創(chuàng)建，應用程序也不知從何入手。所以在驅(qū)動的probe探測成功之后，立即創(chuàng)建設備文件是最合適的時機。通過sysfs文件系統(tǒng)、uevent事件通知機制、后臺應用服務mdev程序，三者的配合，在/dev目錄創(chuàng)建對應的設備文件。
驅(qū)動要提供應用層API如open、read、write、ioctl等操作的對應接口，而且這些接口要向系統(tǒng)報備（注冊）自己，否則系統(tǒng)也不知道怎么調(diào)用驅(qū)動，因為在上面的描述中從始至終都是設備、驅(qū)動和總線三個東西在唱戲，它們跟系統(tǒng)，嚴格意義是跟Linux的虛擬文件系統(tǒng)和設備文件系統(tǒng)還沒建立起關(guān)系來。
對于第二個問題，驅(qū)動要包括以下步驟：
設備要提供（struct file_operation結(jié)構(gòu)所定義的）接口（即函數(shù)的具體實現(xiàn)）。這些接口將會對應到應用層的設備訪問操作（即應用層的API）。在這些接口中，其會根據(jù)第3點中提到的需求去完成自己的操作任務。
[cpp]?view plain?copy
struct?file_operations???
{??
int?(*open)?(struct?inode?*,?struct?file?*);??
int?(*ioctl)?(struct?inode?*,?struct?file?*,?...);??
ssize_t?(*read)?(struct?file?*,?char?__user?*,...);??
ssize_t?(*write)?(struct?file?*,?const?char?__user?*,?...);??
…??
}??
應用層正常的訪問流程是：應用層操作->虛擬文件系統(tǒng)操作->具體文件系統(tǒng)操作->具體設備驅(qū)動的操作。
虛擬文件系統(tǒng)VFS系統(tǒng)已經(jīng)存在；
具體文件系統(tǒng)操作對于字符設備來說非常簡單，我們姑且認為是字符設備文件系統(tǒng)devfs；
此時字符設備驅(qū)動要做的是，將自己的struct file_operations向devfs注冊（對于字符設備驅(qū)動，使用的是cdev_add函數(shù)）。
詳細的分析過程可以參考《Linux字符設備驅(qū)動剖析》。
所以我們可以想象在驅(qū)動driver的結(jié)構(gòu)體中有一個probe接口（即Driver->probe()），驅(qū)動要實現(xiàn)這個接口。這個probe接口要完成的工作包括：
探測設備是否正常；
cdev_add(struct file_operations)，注冊操作接口；
device_create()，創(chuàng)建設備文件。
6、繼續(xù)談驅(qū)動
做好以上準備，剩下的就是等著應用程序來訪問操作了。這里闡述一下設備驅(qū)動的struct file_operations中的接口都要做什么。挑幾個主要的來講講。
（1）open一般會進行驅(qū)動的初始化
可能包括硬件的初始化、軟件的初始化。
我們在第3點談驅(qū)動的時候，曾說明為了讓驅(qū)動更具移植性，會將驅(qū)動driver過程中使用到的具體GPIO和IRQ中斷等資源列入設備device的屬性內(nèi)容。這時device數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中斷的GPIO和IRQ的標識都來源于SOC datasheet的物理地址定義。
Linux在運行過程中，會使用SOC的MMU內(nèi)存管理單元來管理自己的內(nèi)存，會將內(nèi)存分為兩部分，內(nèi)核空間（3G-4G）和用戶空間（0-3G）。
這兩塊地址空間都是虛擬線性地址空間，即程序編譯鏈接之后對應的地址空間；
虛擬地址空間需要通過MMU和頁表來映射到實際的物理內(nèi)存空間，才能最終訪問到物理內(nèi)存和物理IO等資源。
而驅(qū)動操作硬件都處在內(nèi)核空間，在open函數(shù)中主要包括以下操作：
（通過系統(tǒng)提供的資源獲取接口）獲取到GPIO和IRQ等資源；
通過ioremap接口將GPIO和IRQ從物理地址空間映射到3G-4G中的虛擬地址空間；
根據(jù)具體的控制規(guī)格設置GPIO和IRQ相關(guān)的寄存器。
以上初始化的動作可能會出現(xiàn)在驅(qū)動probe探測的代碼中，那open的接口可以什么都不做。
（2）read
驅(qū)動的open如果成功，那整個訪問流程已經(jīng)成功一大半了，因為open的流程足夠漫長和復雜。
而read只是從（用戶空間的fd文件句柄中）找到所屬進程的file文件結(jié)構(gòu)，然后即可找出file_operations->read，其即是驅(qū)動的read接口。
那就按著外網(wǎng)設備的規(guī)格和總線的時候進行操作，達到read設備的目的。Write也一樣。
（3）ioctl一般是對設備進行參數(shù)設置。
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工商網(wǎng)監(jiān)
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