Linux设备驱动模型(ahb-apb-pci)

### Linux设备驱动模型详解 #### 一、嵌入式设备基本概念及Linux设备驱动模型概述 在嵌入式系统开发中，理解设备驱动模型是非常重要的一步。本文将围绕AHB/APB/PCI总线以及相关的Linux设备驱动模型展开讨论。 **嵌入式设备基本概念** - **SoC (System on Chip)**：指将一个完整系统的各个主要组成部分整合到单一的集成电路芯片上的技术。 - **AHB (Advanced High-performance Bus)**：这是一种高速总线，通常用于连接高性能的处理器内核和其他高速设备。 - **APB (Advanced Peripheral Bus)**：这是一种低速总线，主要用于连接低速外设。 - **PCI (Peripheral Component Interconnect)**：一种广泛使用的I/O总线标准，用于连接计算机主板和各种扩展卡。 - **UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)**：一种常用的串行通信协议，常用于计算机与外部设备之间的数据传输。 - **SPI (Serial Peripheral Interface)**：一种同步串行通信接口标准，用于快速的短距离通信。 - **GPIO (General Purpose Input Output)**：一种可以由软件配置成输入或输出的引脚。 - **MDIO (Management Data Input/Output)**：一种串行通信总线，用于连接管理器件与具备管理功能的收发器。 - **PLL (Phase Locked Loop)**：锁相环，是一种电路，能够锁定输入信号的频率，常用于时钟信号的产生和调整。 - **系统频率的调整**：通过倍频器和分频器来调整时钟频率，为不同的设备提供合适的时钟信号。 #### 二、Linux设备驱动模型 Linux设备驱动模型主要包括三个核心组件：总线、设备和驱动。 1. **总线 (Bus)** - 定义了设备与驱动之间如何交互的标准，如AHB、APB和PCI总线。 - 总线的`match`函数负责匹配驱动与设备。 2. **设备 (Device)** - 代表硬件设备的抽象，包括其属性和操作。 - 当设备被注册时，它会被添加到特定的总线上。 3. **驱动 (Driver)** - 控制设备的具体软件实现。 - 包含了初始化、配置、清理等功能。 **设备驱动模型的工作流程** - **总线注册与初始化** - 在内核启动过程中，总线会被注册。 - 例如，对于SoC平台总线，在内核初始化时，会调用`bus_register(&platform_bus_type)`。 - `platform`总线用于连接各类采用`platform`机制的设备，并且只需要注册和初始化一次。 - **设备注册** - 使用`platform_device_register()`来注册设备。 - 调用`pdev->dev.bus = &platform_bus_type->device_add()`，将设备添加到总线上。 - **驱动注册** - 驱动的注册过程涉及多个步骤。 - 使用`platform_driver_register()`进行注册。 - 注册后会调用`driver_probe_device()`，进一步调用驱动的`probe`函数进行设备探测。 - 探测成功后，设备会被绑定到相应的驱动上。 - `probe`函数的功能包括获取设备资源、内存映射、申请中断等。 #### 三、实例分析 以`ath9k`无线网卡驱动为例： 1. **注册** - 在驱动初始化函数`ath9k_init()`中，使用`module_init`注册驱动。 - 调用`ath_pci_init`和`ath_ahb_init`来进行更具体的初始化工作。 2. **初始化** - 初始化过程中，会调用`ieee80211_alloc_hw`等函数来分配硬件资源。 #### 四、总结 Linux设备驱动模型通过定义一套统一的接口和机制，简化了驱动程序的开发和维护工作。通过对总线、设备和驱动的抽象，使得不同的硬件设备可以通过相似的方式进行管理和控制。了解这些基础概念对于深入学习Linux操作系统和嵌入式系统具有重要意义。