Linux驱动(9)--注册设备

注册设备

1. 总线设备驱动注册流程
2. 以内核的方式注册设备
3. 以module的方式注册设备
4. 注意

1. 总线设备驱动注册流程

Linux下的总线设备驱动注册流程如下图所示：

① Linux中有很多总线，比如SPI总线、hid总线、media总线等。我们可以用命令：

ls /sys/bus

来观察linux下中的总线设备：

② Linux驱动一般挂载在平台总线上，也就是上图中的platform总线。
③ Linux平台总线挂载这两个链表，一个是设备链表，一个是驱动链表。设备链表用来注册设备，驱动链表用来注册驱动。
④ 注册设备是使用platform_device结构体来进行注册，我们可以利用命令：

ls /sys/devices/platform/

来查看在平台总线上注册的设备，以及利用命令：

cat /proc/devices

来查看设备号。
⑤ 注册驱动是使用platform_driver结构来进行注册。
⑥ 在注册完毕设备和驱动之后，platform总线利用platform_match函数来匹配设备和驱动的name，只有两者的name相同时，驱动才可以正常工作。

2. 以内核的方式注册设备

注册设备有两种方式，一种是将设备编译到内核中(常用)，一种是将设备编译成module通过外置存储挂载安装（调试用）。首先说一下以内核的方式注册设备。
注册设备使用结构体platform_device,该结构体在头文件：

/LinuxKernelPath/include/linux/platform_device.h

中，头文件也同样包含了注册设备和卸载设备的函数：

以内核的方式注册我们只需要用到结构体中的name和id参数即可。在内核中注册设备只需要将设备写进平台文件中即可。本文用到的平台是ARM平台，平台文件在路径：

/LinuxKernelPath/arch/arm/mach-exynos/match-itop4412.c

我们需要添加两个地方：
Ⅰ 在文件中我们搜索LEDS，可以发现如下所示的结构体：

我们只需要仿照这个结构写我们自己的设备结构体即可，以helloworld为例：

#ifdef CONFIG_HELLOWORLD_CTL
struct platform_device_s3c_helloworld_ctl = {.name = "helloworld_ctl",.id = -1,     //-1表示只有一个设备
}；
#endif

添加到平台文件中即可。

Ⅱ 同样再次搜索LEDS，发现如下宏定义：

同样，我们仿照该宏定义，插入自己设备的宏定义，以helloworld为例：

#ifdef CONFIG_HELLOWORLD_CTL&s3c_device_helloworld_ctl,
#endif

添加到平台文件即可，编译内核的时候会自动注册设备。
具体的注册步骤如下所示：
① 注册设备。将设备结构体放到平台文件中，具体步骤如上所示
② 在Kconfig文件中添加编译helloworld设备的宏定义（参考上篇博文）
③ 配置menuconfig中的helloworld宏定义（参考上篇博文）
④ 生成新的zImage（参考上篇博文）

3. 以module的方式注册设备

用module的方式注册设备和用module的方式编译驱动步骤一样，我们需要将设备注册的.c文件写好，与Makefile文件一起编译生成.ko文件，然后在ARM板上装载即可。以module方式注册设备的例程为：

/*
Name:Device_Module.c
Author:Ethan
Version:1.0
Date:2019-11-29
*//*包含初始化宏定义的头文件，代码中的module_init和module_exit再次文件中)*/
#include<linux/init.h>
/*包含初始化加载模块的头文件，代码中的MODULE_LICENSE在此头文件中*/
#include<linux/module.h>
/*驱动注册的头文件，包含驱动的结构体以及注册和卸载的函数*/
#include<linux/platform_device.h>/*声明是开源的，没有内核版本限制*/
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
/*声明作者*/
MODULE_AUTHOR("Ethan");static void device_module_release(struct device *dev){/*打印hello world，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello Release! \n");
}/*定义设备结构体*/
struct platform_device device_module = {.name = "my_device_module",.id = -1,.dev = {.release = device_module_release,}
};/*编写初始化函数*/
static int hello_init(void)
{/*定义设备状态变量*/int deviceState;/*打印hello world，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "Hello World! \n");/*注册helloworld驱动*/deviceState = platform_device_register(&device_module);/*打印驱动注册状态，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "deviceState is %d! \n",deviceState);return 0;
}//编写卸载函数
static void hello_exit(void)
{/*打印see you，KERN_KMERG表示紧急信息*/printk(KERN_EMERG "See you!\n");/*卸载helloworld驱动*/platform_device_unregister(&device_module);}/*初始化函数*/
module_init(hello_init);
/*卸载函数*/
module_exit(hello_exit);

相应的Makefile文件为（只更改名字即可）：

#!/bin/bash
#通知编译器我们要编译模块的哪些源码
#这里是编译Device_Module.c这个文件编译成中间文件Device_Module.o
obj-m += Device_Module.o #源码目录变量，这里用户需要根据实际情况选择路径
#作者是将Linux的源码拷贝到目录/home/topeet/android4.0下并解压的
KDIR := /home/topeet/android4.0/iTop4412_Kernel_3.0#当前目录变量
PWD ?= $(shell pwd)#make命名默认寻找第一个目标
#make -C就是指调用执行的路径
#$(KDIR)Linux源码目录，作者这里指的是/home/topeet/android4.0/iTop4412_Kernel_3.0
#$(PWD)当前目录变量
#modules要执行的操作
all:make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules#make clean执行的操作是删除后缀为o的文件
clean:rm -rf *.o

注册设备的步骤为下：
① 将Device_Module.c和Makefile文件移动到linux系统中的某一文件夹下（任意地方或者新建都可以）。
② 执行命令：

make

执行完毕之后可以在该文件夹下生成.ko文件，该文件就是编译生成的驱动。
③ 我们通过开发板来验证该驱动是否编写与编译成功：
—>将.ko文件拷贝到U盘中
—>用命令

mount /dev/sda1 /mnt/disk/

将U盘挂载。
—>可以用命令

ls /mnt/disk/

来列出已经编译成功的.ko文件
—>用加载命令，来加载我们编译好的驱动

insmod /mnt/disk/Device_Module.ko

加载结果为：

—>用卸载命令，来卸载刚装好的helloworld驱动

rmmod Device_Module

卸载结果为：

4. 注意

① 对于绝大多数情况下，都是以平台文件的方式，在同一的内核文件中来注册设备。
② 注册驱动和注册设备都是将代码潜入到Linux内核中。
③ 无论是在平台文件中注册设备，还是以module的方式注册设备，设备都要优先于驱动注册，否则驱动无法进入prob函数，也就无法进行初始化和工作了。