platform平台设备驱动是基于设备总线驱动模型的,它只不过是将 device 进一步封装成为 platform_device,将 device_driver 进一步封装成为 platform_device_driver,前面已经分析过设备总线驱动模型,关于device 与 device_driver 的注册过程以及它们在sysfs文件系统中的层次关系就不在分析,本文重点分析platform平台设备驱动与设备总线驱动模型相比较新增添的那些东西。
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。
platform_bus_type
我们知道,在设备总线驱动模型的中,BUS像一个月老一样,通过它的match函数,将注册到bus中的device与driver进行配对,那么每一个不同的bus 都有自己的match函数,我们来看看platform_bus_type.
struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_attrs = platform_dev_attrs,
.match = platform_match,
.uevent = platform_uevent,
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};
static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
/* match against the id table first */
if (pdrv->id_table)
return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
/* fall-back to driver name match */
return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
}
如果platform_device_driver中定义了id_table,则调用 platform_match_id 进行匹配
举个例子:
static struct platform_device_id s3c24xx_driver_ids[] = {
{
.name = "s3c2410-i2c",
.driver_data = TYPE_S3C2410,
}, {
.name = "s3c2440-i2c",
.driver_data = TYPE_S3C2440,
}, { },
};
struct platform_device s3c_device_i2c0 = {
.name = "s3c2410-i2c",
#ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1
.id = 0,
#else
.id = -1,
#endif
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),
.resource = s3c_i2c_resource,
};
static const struct platform_device_id *platform_match_id(struct platform_device_id *id, struct platform_device *pdev)
{
while (id->name[0]) {
if (strcmp(pdev->name, id->name) == 0) {
pdev->id_entry = id;
return id;
}
id++;
}
return NULL;
}
显然,platform_match_id 的作用就是遍历整个 Id_table 数组,寻找是否有与 platform_device->name 同名的,如果有,则返回这个 Platform_device_id ,使用Id_table 打破了原本设备总线驱动模型,一个 device 只能用与一个 device_driver 配对的局限性。现在一个platform_device_driver 可以与多个platform_device配对。
如果没有,则只是根据 platform_device_driver->name 与 platform_device->name 进行比较,这也就是老师为啥在写平台设备驱动程序的时候经常说,“将驱动注册到内核中去,如果有同名设备,则调用driver->probe函数....”。
pletform_device 中的 id 的作用:
if (pdev->id != -1) /* 如果不是-1 对name编号 */
dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name, pdev->id);
else /* -1时直接是名字 */
dev_set_name(&pdev->dev, pdev->name);
从device封装而来的platform_device
struct platform_device {
const char * name;
int id;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource * resource;
struct platform_device_id *id_entry;
/* arch specific additions */
struct pdev_archdata archdata;
};
name,设备的名称,该名称在设备注册时,会拷贝到dev.init_name中。
dev,真正的设备,通过 container_of ,就能找到整个platform_device ,访问其它成员,如后面要提到的 resource
num_resources、resource,该设备的资源描述,由struct resource(include/linux/ioport.h)结构抽象。
在Linux中,系统资源包括I/O、Memory、Register、IRQ、DMA、Bus等多种类型。这些资源大多具有独占性,不允许多个设备同时使用,因此Linux内核提供了一些API,用于分配、管理这些资源。
当某个设备需要使用某些资源时,只需利用struct resource组织这些资源(如名称、类型、起始、结束地址等),并保存在该设备的resource指针中即可。然后在设备probe时,设备需求会调用资源管理接口,分配、使用这些资源。而内核的资源管理逻辑,可以判断这些资源是否已被使用、是否可被使用等等。
struct resource {
resource_size_t start;
resource_size_t end;
const char *name;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};
static struct resource led_resource[] = { //jz2440的参数,驱动未测试
[0] = {
.start = 0x56000010,
.end = 0x56000010 + 8 - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = 5,
.end = 5,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
},
};
static struct platform_device led_dev = {
.name = "myled", //设备名字 与 驱动相匹配
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(led_resource),
.resource = led_resource,
.dev = {
.release = led_release,
//.devt = MKDEV(252, 1),
},
};
从 device_driver 封装而来的platform_device_dirver
struct platform_driver {
int (*probe)(struct platform_device *);
int (*remove)(struct platform_device *);
void (*shutdown)(struct platform_device *);
int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
int (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;
struct platform_device_id *id_table;
};
int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)
{
drv->driver.bus = &platform_bus_type;
if (drv->probe)
drv->driver.probe = platform_drv_probe;
if (drv->remove)
drv->driver.remove = platform_drv_remove;
if (drv->shutdown)
drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown;
return driver_register(&drv->driver);
}
struct platform_driver结构和struct device_driver非常类似,上边的platform_drv_probe、platform_drv_remove、platform_drv_shutdown,只不过稍作转换调用platform_driver中的probe、remove、shutdown函数,举个例子稍微看一下
static int platform_drv_probe(struct device *_dev)
{
struct platform_driver *drv = to_platform_driver(_dev->driver);
struct platform_device *dev = to_platform_device(_dev);
return drv->probe(dev);
}
Platform Device提供的API
/* include/linux/platform_device.h */
extern int platform_device_register(struct platform_device *);
extern void platform_device_unregister(struct platform_device *);
extern void arch_setup_pdev_archdata(struct platform_device *);
extern struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *, unsigned int, unsigned int);
extern int platform_get_irq(struct platform_device *, unsigned int);
extern struct resource *platform_get_resource_byname(struct platform_device *, unsigned int, const char *);
extern int platform_get_irq_byname(struct platform_device *, const char *);
extern int platform_add_devices(struct platform_device **, int);
extern struct platform_device *platform_device_register_full(const struct platform_device_info *pdevinfo);