Linux设备模型(9)_device resource management

作者:wowo 发布于:2014-9-24 23:28 分类:统一设备模型

蜗蜗建议,每一个Linux驱动工程师,都能瞄一眼本文。

之所以用“瞄”,因此它很简单,几乎不需要花费心思就能理解。之所有这建议,是因为它非常实用,可以解答一些困惑,可以使我们的代码变得简单、简洁。先看一个例子:

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标签: Linux 设备模型 设备资源管理 devres

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Device Tree(三):代码分析

作者:linuxer 发布于:2014-6-6 16:03 分类:统一设备模型

Device Tree总共有三篇,分别是:

1、为何要引入Device Tree,这个机制是用来解决什么问题的?(请参考引入Device Tree的原因

2、Device Tree的基础概念(请参考DT基础概念

3、ARM linux中和Device Tree相关的代码分析(这是本文的主题)

本文主要内容是:以Device Tree相关的数据流分析为索引,对ARM linux kernel的代码进行解析。主要的数据流包括:

1、初始化流程。也就是扫描dtb并将其转换成Device Tree Structure。

2、传递运行时参数传递以及platform的识别流程分析

3、如何将Device Tree Structure并入linux kernel的设备驱动模型。

注:本文中的linux kernel使用的是3.14版本。

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标签: 设备树

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Device Tree(二):基本概念

作者:linuxer 发布于:2014-5-30 16:47 分类:统一设备模型

一些背景知识(例如:为何要引入Device Tree,这个机制是用来解决什么问题的)请参考引入Device Tree的原因,本文主要是介绍Device Tree的基础概念。

简 单的说,如果要使用Device Tree,首先用户要了解自己的硬件配置和系统运行参数,并把这些信息组织成Device Tree source file。通过DTC(Device Tree Compiler),可以将这些适合人类阅读的Device Tree source file变成适合机器处理的Device Tree binary file(有一个更好听的名字,DTB,device tree blob)。在系统启动的时候,boot program(例如:firmware、bootloader)可以将保存在flash中的DTB copy到内存(当然也可以通过其他方式,例如可以通过bootloader的交互式命令加载DTB,或者firmware可以探测到device的信 息,组织成DTB保存在内存中),并把DTB的起始地址传递给client program(例如OS kernel,bootloader或者其他特殊功能的程序)。对于计算机系统(computer system),一般是firmware->bootloader->OS,对于嵌入式系统,一般是bootloader->OS。

本文主要描述下面两个主题:

1、Device Tree source file语法介绍

2、Device Tree binaryfile格式介绍

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标签: Device tree

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Device Tree(一):背景介绍

作者:linuxer 发布于:2014-5-22 16:46 分类:统一设备模型

作为一个多年耕耘在linux 2.6.23内核的开发者,各个不同项目中各种不同周边外设驱动的开发以及各种琐碎的、扯皮的俗务占据了大部分的时间。当有机会下载3.14的内核并准备 学习的时候,突然发现linux kernel对于我似乎变得非常的陌生了,各种新的机制,各种framework、各种新的概念让我感到阅读内核代码变得举步维艰。 还好,剖析内核的热情还在,剩下的就交给时间的。首先进入视线的是Device Tree机制,这是和porting内核非常相关的机制,如果想让将我们的硬件平台迁移到高版本的内核上,Device Tree是一个必须要扫清的障碍。

我想从下面三个方面来了解Device Tree:

1、为何要引入Device Tree,这个机制是用来解决什么问题的?(这是本文的主题)

2、Device Tree的基础概念(请参考DT基础概念

3、ARM linux中和Device Tree相关的代码分析(请参考DT代码分析

阅 读linux内核代码就像欣赏冰山,有看得到的美景(各种内核机制及其代码),也有埋在水面之下看不到的基础(机制背后的源由和目的)。沉醉于各种内核机 制的代码固然有无限乐趣,但更重要的是注入更多的思考,思考其背后的机理,真正理解软件抽象。这样才能举一反三,并应用在具体的工作和生活中。

本文主要从下面几个方面阐述为何ARM linux会引入Device Tree:

1、没有Device Tree的ARM linux是如何运转的?

2、混乱的ARM architecture代码和存在的问题

3、新内核的解决之道

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标签: Device tree

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Linux设备模型(8)_platform设备

作者:wowo 发布于:2014-4-28 10:24 分类:统一设备模型

在Linux设备模型的抽象中,存在着一类称作“Platform Device”的设备,内核是这样描述它们的(Documentation/driver-model/platform.txt):

Platform devices are devices that typically appear as autonomous entities in the system. This includes legacy port-based devices and host bridges to peripheral buses, and most controllers integrated into system-on-chip platforms.  What they usually have in common is direct addressing from a CPU bus.  Rarely, a platform_device will be connected through a segment of some other kind of bus; but its registers will still be directly addressable.

概括来说,Platform设备包括:基于端口的设备(已不推荐使用,保留下来只为兼容旧设备,legacy);连接物理总线的桥设备;集成在SOC平台上面的控制器;连接在其它bus上的设备(很少见)。等等。

这些设备有一个基本的特征:可以通过CPU bus直接寻址(例如在嵌入式系统常见的“寄存器”)。因此,由于这个共性,内核在设备模型的基础上(device和device_driver),对这些设备进行了更进一步的封装,抽象出paltform bus、platform device和platform driver,以便驱动开发人员可以方便的开发这类设备的驱动。

可以说,paltform设备对Linux驱动工程师是非常重要的,因为我们编写的大多数设备驱动,都是为了驱动plaftom设备。本文我们就来看看Platform设备在内核中的实现。

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标签: Linux Kernel 设备模型 platform设备

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Linux设备模型(7)_Class

作者:wowo 发布于:2014-4-23 15:17 分类:统一设备模型

在设备模型中,Bus、Device、Device driver等等,都比较好理解,因为它们对应了实实在在的东西,所有的逻辑都是围绕着这些实体展开的。而本文所要描述的Class就有些不同了,因为它是虚拟出来的,只是为了抽象设备的共性。

举个例子,一些年龄相仿、需要获取的知识相似的人,聚在一起学习,就构成了一个班级(Class)。这个班级可以有自己的名称(如295),但如果离开构成它的学生(device),它就没有任何存在意义。另外,班级存在的最大意义是什么呢?是由老师讲授的每一个课程!因为老师只需要讲一遍,一个班的学生都可以听到。不然的话(例如每个学生都在家学习),就要为每人请一个老师,讲授一遍。而讲的内容,大多是一样的,这就是极大的浪费。

设备模型中的Class所提供的功能也一样了,例如一些相似的device(学生),需要向用户空间提供相似的接口(课程),如果每个设备的驱动都实现一遍的话,就会导致内核有大量的冗余代码,这就是极大的浪费。所以,Class说了,我帮你们实现吧,你们会用就行了。

这就是设备模型中Class的功能,再结合内核的注释:A class is a higher-level view of a device that abstracts out low-level implementation details(include/linux/device.h line326),就容易理解了。

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标签: Linux Kernel 内核 设备模型 class

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Linux设备模型(6)_Bus

作者:wowo 发布于:2014-4-15 19:21 分类:统一设备模型

在Linux设备模型中,Bus(总线)是一类特殊的设备,它是连接处理器和其它设备之间的通道(channel)。为了方便设备模型的实现,内核规定,系统中的每个设备都要连接在一个Bus上,这个Bus可以是一个内部Bus、虚拟Bus或者Platform Bus。

内核通过struct bus_type结构,抽象Bus,它是在include/linux/device.h中定义的。本文会围绕该结构,描述Linux内核中Bus的功能,以及相关的实现逻辑。最后,会简单的介绍一些标准的Bus(如Platform),介绍它们的用途、它们的使用场景。

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标签: Linux Kernel 内核 设备模型 bus

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Linux设备模型(5)_device和device driver

作者:wowo 发布于:2014-4-2 19:28 分类:统一设备模型

device和device driver是Linux驱动开发的基本概念。Linux kernel的思路很简单:驱动开发,就是要开发指定的软件(driver)以驱动指定的设备,所以kernel就为设备和驱动它的driver定义了两个数据结构,分别是device和device_driver。因此本文将会围绕这两个数据结构,介绍Linux设备模型的核心逻辑,包括:

设备及设备驱动在kernel中的抽象、使用和维护;

设备及设备驱动的注册、加载、初始化原理;

设备模型在实际驱动开发过程中的使用方法。

注:在介绍device和device_driver的过程中,会遇到很多额外的知识点,如Class、Bus、DMA、电源管理等等,这些知识点都很复杂,任何一个都可以作为一个单独的专题区阐述,因此本文不会深入解析它们,而会在后续的文章中专门描述。

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标签: Linux 内核 设备模型 Device driver

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Linux设备模型(4)_sysfs

作者:wowo 发布于:2014-3-14 18:31 分类:统一设备模型

sysfs是一个基于RAM的文件系统,它和Kobject一起,可以将Kernel的数据结构导出到用户空间,以文件目录结构的形式,提供对这些数据结构(以及数据结构的属性)的访问支持。

sysfs具备文件系统的所有属性,而本文主要侧重其设备模型的特性,因此不会涉及过多的文件系统实现细节,而只介绍sysfs在Linux设备模型中的作用和使用方法。具体包括:

  • sysfs和Kobject的关系
  • attribute的概念
  • sysfs的文件系统操作接口

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标签: Linux Kernel 内核 设备模型 sysfs

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Linux设备模型(3)_Uevent

作者:wowo 发布于:2014-3-10 20:39 分类:统一设备模型

Uevent是Kobject的一部分,用于在Kobject状态发生改变时,例如增加、移除等,通知用户空间程序。用户空间程序收到这样的事件后,会做相应的处理。

该机制通常是用来支持热拔插设备的,例如U盘插入后,USB相关的驱动软件会动态创建用于表示该U盘的device结构(相应的也包括其中的kobject),并告知用户空间程序,为该U盘动态的创建/dev/目录下的设备节点,更进一步,可以通知其它的应用程序,将该U盘设备mount到系统中,从而动态的支持该设备。

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