6. 5.5: Документация по взаимодействию с оборудованием

6.1. Обзор уровней описания аппаратуры в Linux

Linux использует многоуровневую модель представления оборудования, начиная от описания в Device Tree до структуры struct device в драйвере.

Основные уровни:

Аппаратный уровень (SoC) - Физические устройства: GPIO, UART, I2C, SPI, таймеры и пр. - Представлены в ядре как «узлы» Device Tree (&gpio, &uart0, &i2c1 и т.д.)
Device Tree (DT) - Текстовый .dts описывает структуру оборудования. - Свойства: compatible, reg, gpios, status, label, phandle. - Пример:

hellokeys@0 {
    compatible = "arrow,hellokeys";
    gpios = <&gpio 17 0>, <&gpio 27 0>;
    status = "okay";
}

Шины и драйверы (bus + driver) - Linux определяет устройство через шину: platform, i2c, spi и др. - Регистрация драйвера через platform_driver, i2c_driver, spi_driver. - Поиск соответствий осуществляется через of_match_table.
`struct device` и `struct driver` - Когда вызывается probe(), ядро передаёт struct platform_device, включающий struct device. - Через него можно получить доступ к DT-свойствам: pdev->dev.of_node.
SysFS — представление устройств в userspace - Каталоги: /sys/class, /sys/bus, /sys/devices - Показывают связи между устройствами, драйверами и их DT-описанием.

6.2. Примеры путей в sysfs:

/sys/bus/platform/devices/hellokeys@0
/sys/bus/platform/drivers/hellokeys
/sys/class/misc/mydev
/proc/device-tree/soc/hellokeys@0

6.3. Назначение поля compatible и связь с драйвером

В драйвере:

static const struct of_device_id hellokeys_of_match[] = {
    { .compatible = "arrow,hellokeys" },
    {},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, hellokeys_of_match);

static struct platform_driver hellokeys_driver = {
    .probe = hellokeys_probe,
    .remove = hellokeys_remove,
    .driver = {
        .name = "hellokeys",
        .of_match_table = hellokeys_of_match,
    },
};

Таким образом, если compatible = "arrow,hellokeys" в DT, то ядро автоматически вызывает probe() при загрузке модуля.

6.4. Названия и идентификация устройств

label — имя, отображаемое в user space или логах
name — системное имя (например, в /sys/class/misc/mydev → mydev)
unit address — часть DT-имени после @ (например, hellokeys@0), нужна для уникальности, но не влияет на поиск.

6.5. Итог

Linux строит связку: Device Tree → Bus (platform) → Driver → Device → SysFS

Это позволяет драйверам и ядру динамически определять оборудование и связывать его с нужным кодом.

Следующий шаг: изучим работу с class, uevent, ioctl, sysfs и UIO в следующих разделах главы 5.