嵌入式linux驱动框架

### 嵌入式 Linux 驱动框架详解

#### 字符设备驱动框架
字符设备驱动框架是嵌入式 Linux 中最基础也是最常见的驱动类型之一。字符设备的特点是可以像操作文件一样进行读写操作，因此其核心在于 `file_operations` 结构体的定义[^1]。

static struct file_operations my_fops = {
    .owner   = THIS_MODULE,
    .read    = device_read,
    .write   = device_write,
    .open    = device_open,
    .release = device_release,
};

上述代码展示了如何创建一个简单的字符设备驱动程序所需的 `file_operations` 表格。每个成员对应于特定的操作函数指针，这些函数实现了当应用程序调用相应系统调用时应执行的动作。

#### I2C 驱动框架
对于 I2C 总线上的设备而言，I2C 驱动框架提供了标准化的方法来进行数据交换。该框架主要由两部分组成：一个是管理整个 I2C 控制器本身的适配器 (adapter)，另一个则是针对具体硬件芯片设计的客户端(client) 或者说子设备(driver)[^1]。

struct i2c_driver my_i2c_driver = {
    .driver = {
        .name = "my_device",
    },
    .probe  = my_probe_function,
    .remove = my_remove_function,
};

module_i2c_driver(my_i2c_driver);

这段代码片段说明了怎样注册一个新的 I2C 客户端驱动，并指定探测(probe) 和移除(remove) 的回调处理逻辑。

#### SPI 驱动框架
SPI 协议也是一种广泛使用的同步串行通信标准，在 Linux 下同样存在专门的支持机制——即 SPI 驱动模型。它允许开发者轻松地编写能够与任何遵循 SPI 接口规范的目标器件交互的应用层软件或底层固件。

static int __init spi_example_init(void){
    ...
}

static void __exit spi_example_exit(void){
    ...
}
module_init(spi_example_init);
module_exit(spi_example_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

以上是一个基本的例子，用来展示初始化和退出 SPI 设备的方式；实际应用中还需要根据具体的硬件特性进一步完善功能实现细节。

#### GPIO 驱动框架
GPIO（通用输入/输出）接口让 CPU 可以直接控制外部电路的状态变化。在现代 ARM 架构处理器上尤其重要的是要理解 Device Tree 对 GPIO 引脚配置的影响作用。Device Tree 描述了板级连接关系以及资源分配情况，从而使得操作系统能够在启动阶段自动识别并加载相应的驱动模块而无需硬编码固定参数设置。

gpio_keys: gpio-keys {
    compatible = "gpio-keys";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_keys>;
    
    button@0 {
        label = "User Button";
        linux,code = <KEY_ENTER>;
        gpios = <&pioA 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };
};

这是 DTS 文件的一部分内容，描述了一个按键通过 GPIO 连接到系统的布局方式及其属性设定。