知识框图：

驱动

字符设备驱动框架

1. 向下操作硬件
   硬件的初始化 发送接收

2. 向上提供接口
   file_operations fops

3. 三要素
   模块加载module_init
   模块卸载 module_exit
   模块授权 module_license

4. 创建设备节点
   手动创建：mknod /dev/devname c major minor
   自动创建：

     class_create(owner, name)  device_create(cls, null, MKDEV(major,0),null, "devname", ...)
   

模块传参与符号导出

1. 参数传递：数组 - 指针 - 字符串 -整形
2. EXPORT_SYMBOL（xxx）
3. 模块动态和静态注册： register_chrdev()

最简单的字符设备驱动LED灯

1. 驱动层：只负责灯的亮 - 灭 （硬件正常工作功能部分），然后提供接口给上层去操作
2. 应用层：考虑灯怎么亮，怎么灭，亮多久，灭多久，主要负责逻辑部分
3. 疑问？当多个应用来调用我这一个驱动的时候会出现什么问题？

IO模型

https://blog.csdn.net/Set_Mode/article/details/94356904

阻塞

没有数据睡眠等
有数据唤醒读

非阻塞

有无数据全部立即返回

IO多路复用

poll机制

1. 驱动层：poll_wait函数轮询fd，查看那个设备准备就绪，如果就绪则mask = POLLIN，返回给应用层的revents，执行其他操作
2. 应用层：可以通过poll epoll select来调用底层的poll函数实现多路检测， 关键结构体的填充

异步通知–信号驱动

1. 驱动层：接收应用层传递的fd信息，回调fd结构体中的fasync函数，回调fasync_helper,关键结构体填充后，当数据准备就绪后，调用kill_fasync函数通知应用层数据准备就绪，应用层调用信号处理函数
2. 应用层：open获得fd，通过fcntl获取flags标志位，然后修改flags | FASYNC,设置属主进程fcntl（fd,FD_OWN,getpid()）,设置信号检测和回调函数 signal(SIGIO,handler)

中断与时钟

中断底半部

1. 软中断
   暂时没有研究
2. tasklet
   工作在中断上下文 — 不能有耗时操作 ，不能有调度
3. workqueue
   工作在进程上下文，可以有调度

定时器

   (jiffies  + HZ  ) - jiffies  = 1sstruct timer_list mytimer;init_timer(&key->mytimer); //初始化定时器key->mytimer.function = do_timer_handler; //填充中断处理函数key->mytimer.expires  = jiffies +2 * HZ;  //设置定时时间add_timer(&key->mytimer);  //添加定时器void do_timer_handler(unsigned long delay){printk("do_timer_handler >>>......\n");mod_timer(&key->mytimer,jiffies +3 * HZ);  //重新开启定时器}

内存分配

1. kmalloc ------ 物理和虚拟都连续 —32B – 128K
2. __get_free_pages() ----物理和虚拟都连续 4K
3. vmalloc ----虚拟连续，物理不一定连续

设备模型

本质思想

是设备和驱动分离，减少设备端和驱动端的编写

bus-dev-dri模型

类型	说明
struct bus_type	int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv) const char *name; ---->匹配成功执行match函数
struct device * dev	truct bus_type bus; / type of bus device is on */ const char init_name; / initial name of the device */ void (*release)(struct device *dev);
struct device_driver *drv	const struct of_device_id *of_match_table; const char *name; struct bus_type bus; / type of bus device is on */ int (*probe) (struct device *dev); int (*remove) (struct device *dev);

匹配过程描述：

设备和驱动匹配时，需要先导出bus_type的符号EXPORT_SYMBOL（bus_type），设备和驱动端通过extern引用总线名字并填充到结构体信息当中，当设备端和驱动端通过name进行匹配时，只需要将name的信息上传到bus总线上，在总线上进行name的匹配，如果匹配成功则执行dri端的probe函数，probe函数执行后，便可以访问设备端的信息（向下操作硬件），然后再通过fops向上提供接口。

platform总线

https://zhuzhongwei.blog.csdn.net/article/details/92845858

1. 本质 :platform总线本质上也是基于bus_type的，是在bus_type的基础上做了一层封装
2. 从这个函数开始看起：platform_driver_register(drv)
3. platform的bus-dri-dev模型

类型	说明
struct bus_type platform_bus_type	.name = “platform”, .match = platform_match, static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv) 在platform_match中将结构体类型转换为platform的对应类型 struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev); struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv); (of_driver_match_device(dev, drv))设备树匹配 platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL; id_table = id_entry匹配 (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0); 名字匹配
struct platform_driver	int (*probe)(struct platform_device *); int (*remove)(struct platform_device *); struct device_driver driver; const struct of_device_id *of_match_table; const char *name; struct bus_type bus; / type of bus device is on */ const struct platform_device_id *id_table;
struct platform_device	const char *name; struct device dev; struct bus_type bus;/ type of bus device is on */ const char init_name; / initial name of the device */ struct device_node of_node; / associated device tree node */ struct resource *resource;const struct platform_device_id *id_entry;

• platform的设备匹配原理和bus_type模型一样

IIC总线

从这个函数开始看起：i2c_add_driver(&mpu6050)

IIC分层模型

类型	说明
struct bus_type i2c_bus_type	.name = “platform”, .match = platform_match, static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv) i2c_device_probe(struct device *dev) struct i2c_client *client = i2c_verify_client(dev);
struct platform_driver	int (*probe)(struct platform_device *); int (*remove)(struct platform_device *); struct device_driver driver; const struct of_device_id *of_match_table; const char *name; struct bus_type bus; / type of bus device is on */ const struct platform_device_id *id_table; 本质 :i2c总线本质上也是基于bus_type的，是在bus_type的基础上做了二层封装
struct platform_device	const char *name; struct device dev; struct bus_type bus; / type of bus device is on */ const char init_name; / initial name of the device */ struct device_node of_node; / associated device tree node */ struct resource *resource; const struct platform_device_id *id_entry;

• platform的设备匹配原理和bus_type模型一样

IIC简单框架搭建

• IIC读

    char  mpu6050_read(char regaddr){char txbuf[1] = {regaddr};char rxbuf[1] = {0};struct i2c_msg  msgs[2] = {{mpu_client->addr,0,1,txbuf},{mpu_client->addr,1,1,rxbuf}};i2c_transfer(mpu_client->adapter,msgs,2);return rxbuf[0];}
  

• IIC写

   int  mpu6050_write(char reg,char val){char  txbuf[] ={reg,val};struct i2c_msg  msgs[] = {{mpu_client->addr,0,2,txbuf},};i2c_transfer(mpu_client->adapter,msgs,1);return  0;}
  

• 框架示意图

• IIC的读写流程
  IIC读写操作：
  读操作: 从从设备的指定寄存器中读取len个字节的数据放入到buf当中
  mpu6050_i2c_read(uint8 slave_addr,uint8 reg_addr,int len,uint8 buf[])
  IIC初始化 发送start信号 -> （写）发送从机地址 + 0（写）—>等待ACK信号—> 发送从机寄存器地址（8位）–
  ----->等待应答信号ACK—>再次产生起始信号start(开始读数据) —>（读）发送从机地址 + 1（读） +读数据到到buf（连续接受len个长度的数据到buf[i]中 /等ACK）按字节从以reg开头的连续的地址中读取 -->发送NACK信号给从机MPU6050–>结束信号

  写操作： 从buf中读取len个长度的数据写入到从设备指定的寄存器中
  mpu6050_i2c_write(uint8 slave_addr,uint8 reg_addr,int len,uint8 buf[])
  IIC初始化 发送start信号 -> （写）发送从机地址 + 0（写）—>等待ACK信号—> 发送从机寄存器地址（8位）–
  ----->开始写数据（遍历数组，按字节发送 （写），等待应答）按字节写入到以reg开头的连续的地址中去 -->结束信号

看透IIC设备的本质：

IIC总线进行设备和驱动的匹配 字符设备向上层提供过口

输入子系统

https://blog.csdn.net/Set_Mode/article/details/93374846
https://blog.csdn.net/Set_Mode/article/details/93748334

设备树

https://blog.csdn.net/Set_Mode/article/details/93902222

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