Linux的总线设备驱动模型

裸机编写驱动比较自由，按照手册实现其功能即可，每个人写出来都有很大不同；

而Linux中还需要按照Linux的驱动模型来编写，也就是需要按照“模板”来写，写出来的驱动就比较统一。

一、 Linux采用总线设备驱动模型。主要包含总线、设备、驱动三个部分。

总线：最先注册，有几个重要的回调函数，例如match函数用于匹配device和driver。

设备：设备的物理信息，例如设备名、物理地址、中断号等；

驱动：设备的驱动程序和设备名等信息，例如初始化函数、波特率设置函数、启动停止函数、中断函数等。

现实中，很多设备都是接在总线上的，例如SPI Flash接在SPI总线上，EEPROM接在I2C总线上。

但也有很多芯片内部设备没有挂在总线上，例如UART、SPI控制器。为了统一使用Linux总线设备驱动模型，内核中定义了一个虚拟总线 platform_bus_type，将这些设备(叫做平台设备)注册到该虚拟总线上统一管理。

二、Linux驱动注册顺序(总线、设备、驱动三者关系)

1、注册总线 xxx_bus_type：

在系统初始化阶段，会首先向内核注册各种常用的总线类型，比如pci, usb, spi, i2c, platform等等。

有两个重要的链表挂在bus上，一个是设备device链表，一个是驱动driver链表。

它包含的最关键的函数：match()用于匹配device和driver。

//例子：
static int __init spi_init(void)
{
	int	status;

printk("@@ spi_init :spi_bus_type\n");
	buf = kmalloc(SPI_BUFSIZ, GFP_KERNEL);
	if (!buf) {
		status = -ENOMEM;
		goto err0;
	}

	status = bus_register(&spi_bus_type);
	if (status < 0)
		goto err1;

	status = class_register(&spi_master_class);
	if (status < 0)
		goto err2;
	return 0;

err2:
	bus_unregister(&spi_bus_type);
err1:
	kfree(buf);
	buf = NULL;
err0:
	return status;
}

2、注册设备：将系统设备注册进内核的对应总线上，大多是调用xxx_device_regisger注册。

（xxx_device_regisger：将自己加到xxx总线的device链表，然后使用总线bus匹配对应的driver ）

3、注册驱动：将系统设备的driver注册进内核的对应总线上：大多是调用xxx_drvier_register()注册。

（xxx_drvier_register：将自己加到xxx总线的driver链表，然后使用总线bus匹配对应的device ）

2和3很多是在同一个函数中注册的，所以一起举例：

例子1：
platform_driver_register(&uart_driver); //将uart的driver注册到platform_bus上；
platform_device_register(&uart_device); //将uart的device注册到platform_bus上；

例子2：
SPI Master控制器：drivers/spi/my_spi_master.c
platform_device_register(&dw_spi0_device); //注册device
platform_driver_probe(&dw_spi0_driver, dw_spi0_probe);  //1、注册driver
//2、spi_new_device子函数会注册SPI Flash的device到spi总线上；
//3、这里实现Master和Flash的绑定，即flash要使用哪个控制器控制；

例子3：
SPI Flash：drivers/mtd/gd25q_spi.c
spi_register_driver(&spi_flash_drv); //注册SPI Flash的driver到spi总线

上面几个例子的device和driver都成功注册后，对应总线的match回调函数会成功匹配driver和device，
并调用driver的probe函数完成设备初始化。

可以看到，不同设备的device和driver注册位置可能不同、注册顺序可能不同、注册函数名可能不同！！

4、设备和驱动的匹配：

老版内核的匹配大部分是看device和driver的name属性是否相同；新版使用设备树的内核中，是根据程序中driver的compatible 与设备树节点的compatible 是否相同来匹配！

match的工作是由总线（bus）来完成。

在xxx_device_register()或xxx_drvier_register()，即设备或驱动注册的时候，都会引发总线调用自己的match函数来寻找是否挂载有与该设备(或驱动)名字匹配的驱动（或设备）；

如果只注册了设备或者只注册了驱动，总线会判定匹配失败，则暂时不会调用driver中的probe函数进行初始化等操作； 要等到设备、驱动都注册成功并匹配绑定后才会调用。