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《linux主機(jī)驅(qū)動與外設(shè)驅(qū)動分離思想》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、Linux主機(jī)驅(qū)動與外設(shè)驅(qū)動分離思想1主機(jī)、外設(shè)驅(qū)動分離的意義在Linux設(shè)備驅(qū)動框架的設(shè)計中，除了有分層設(shè)計實(shí)現(xiàn)以外，還有分隔的思想。舉一個簡單的例子，假設(shè)我們要通過SPI總線訪問某外設(shè)，在這個訪問過程中，要通過操作CPUXXX上的SPI控制器的寄存器來達(dá)到訪問SPI外設(shè)YYY的目的，最簡單的方法是：return_typexxx_write_spi_yyy(...){xxx_write_spi_host_ctrl_reg(ctrl);xxx_write_spi_host_data_reg(buf);while(!(xxx_spi_host_s
2、tatus_reg()&SPI_DATA_TRANSFER_DONE));...}如果按照這種方式來設(shè)計驅(qū)動，結(jié)果是對于任何一個SPI外設(shè)來講，它的驅(qū)動代碼都是CPU相關(guān)的。也就是說，當(dāng)然用在CPUXXX上的時候，它訪問XXX的SPI主機(jī)控制寄存器，當(dāng)用在XXX1的時候，它訪問XXX1的SPI主機(jī)控制寄存器：return_typexxx1_write_spi_yyy(...){xxx1_write_spi_host_ctrl_reg(ctrl);xxx1_write_spi_host_data_reg(buf);while(!(xxx1_spi
3、_host_status_reg()&SPI_DATA_TRANSFER_DONE));...}這顯然是不能接受的，因?yàn)檫@意味著外設(shè)YYY用在不同的CPUXXX和XXX1上的時候需要不同的驅(qū)動。那么，我們可以用如圖12.4的思想對主機(jī)控制器驅(qū)動和外設(shè)驅(qū)動進(jìn)行分離。這樣的結(jié)構(gòu)是，外設(shè)a、b、c的驅(qū)動與主機(jī)控制器A、B、C的驅(qū)動不相關(guān)，主機(jī)控制器驅(qū)動不關(guān)心外設(shè)，而外設(shè)驅(qū)動也不關(guān)心主機(jī)，外設(shè)只是訪問核心層的通用的API進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，主機(jī)和外設(shè)之間可以進(jìn)行任意的組合。圖12.4Linux設(shè)備驅(qū)動的主機(jī)、外設(shè)驅(qū)動分離如果我們不進(jìn)行如圖12.4的主機(jī)和外設(shè)
4、分離，外設(shè)a、b、c和主機(jī)A、B、C進(jìn)行組合的時候，需要9個不同的驅(qū)動。設(shè)想一共有m個主機(jī)控制器，n個外設(shè)，分離的結(jié)果是需要m+n個驅(qū)動，不分離則需要m*n個驅(qū)動。LinuxSPI、I2C、USB、ASoC（ALSASoC）等子系統(tǒng)都典型地利用了這種分離的設(shè)計思想，在本章我們先以簡單一些的SPI為例，而I2C、USB、ASoC等則在后續(xù)章節(jié)會進(jìn)行詳細(xì)介紹。2LinuxSPI主機(jī)和設(shè)備驅(qū)動SPI（同步外設(shè)接口）是由摩托羅拉公司開發(fā)的全雙工同步串行總線，其接口由MISO（串行數(shù)據(jù)輸入），MOSI（串行數(shù)據(jù)輸出），SCK（串行移位時鐘），SS（從使能
5、信號）四種信號構(gòu)成，SS決定了唯一的與主設(shè)備通信的從設(shè)備，主設(shè)備通過產(chǎn)生移位時鐘來發(fā)起通訊。通訊時，數(shù)據(jù)由MOSI輸出，MISO輸入，數(shù)據(jù)在時鐘的上升或下降沿由MOSI輸出，在緊接著的下降或上升沿由MISO讀入，這樣經(jīng)過8/16次時鐘的改變，完成8/16位數(shù)據(jù)的傳輸。SPI模塊為了和外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，根據(jù)外設(shè)工作要求，其輸出串行同步時鐘極性（CPOL）和相位（CPHA）可以進(jìn)行配置。如果CPOL=0，串行同步時鐘的空閑狀態(tài)為低電平；如果CPOL=1，串行同步時鐘的空閑狀態(tài)為高電平。如果CPHA=0，在串行同步時鐘的第一個跳變沿（上升或下降）數(shù)據(jù)
6、被采樣；如果CPHA=1，在串行同步時鐘的第二個跳變沿（上升或下降）數(shù)據(jù)被采樣。SPI接口時序如圖12.5所示。圖12.5SPI總線時序在Linux中，用代碼清單12.12的spi_master結(jié)構(gòu)體來描述一個SPI主機(jī)控制器驅(qū)動，其主要成員是主機(jī)控制器的序號（系統(tǒng)中可能存在多個SPI主機(jī)控制器）、片選數(shù)量、SPI模式和時鐘設(shè)置用到的函數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸用到的函數(shù)等。代碼清單12.12spi_master結(jié)構(gòu)體1structspi_master{2structdevicedev;3s16bus_num;4u16num_chipselect;56/*設(shè)
7、置模式和時鐘*/7int(*setup)(structspi_device*spi);89/*雙向數(shù)據(jù)傳輸*/10int(*transfer)(structspi_device*spi,11structspi_message*mesg);1213void(*cleanup)(structspi_device*spi);14};分配、注冊和注銷SPI主機(jī)的API由SPI核心提供：structspi_master*spi_alloc_master(structdevice*host,unsignedsize);intspi_register_mas
8、ter(structspi_master*master);voidspi_unregister_master(structspi_master*mas
