【转】linux Platform设备驱动

http://blog.csdn.net/gotosola/article/details/7459899（ platform设备驱动简介可以先看个简介）

PlatForm设备驱动：  

一、platform总线、设备与驱动  

1.一个现实的Linux设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上，对于本身依附于PCI、USB、I2 C、SPI等的设备而言，这自然不是问题，  

但是在嵌入式系统里面，SoC系统中集成的独立的外设控制器、挂接在SoC内存空间的外设等确不依附于此类总线。  

基于这一背景，Linux发明了一种虚拟的总线，称为platform总线，相应的设备称为platform_device，而驱动成为 platform_driver。  

2.注意，所谓的platform_device并不是与字符设备、块设备和网络设备并列的概念，而是Linux系统提供的一种附加手段，  

例如，在 S3C6410处理器中，把内部集成的I2C、RTC、SPI、LCD、看门狗等控制器都归纳为platform_device，而它们本身就是字符设备。  

3.基于Platform总线的驱动开发流程如下：  

（1）定义初始化platform bus  

（2）定义各种platform devices  

（3）注册各种platform devices  

（4）定义相关platform driver  

（5）注册相关platform driver  

（6）操作相关设备  

4.平台相关结构  

//platform_device结构体  

struct platform_device {  

 const char * name;  

 u32 id;//设备id，用于给插入给该总线并且具有相同name的设备编号，如果只有一个设备的话填-1。  

 struct device dev;//结构体中内嵌的device结构体。  

 u32 num_resources;  

  struct resource * resource;  

};  

//平台资源结构  

struct resource {  

 resource_size_t start; //定义资源的起始地址  

 resource_size_t end; //定义资源的结束地址  

 const char *name; //定义资源的名称  

 unsigned long flags; //定义资源的类型，比如MEM，IO，IRQ，DMA类型  

 struct resource *parent, *sibling, *child;  

};  

//设备的驱动：platform_driver这个结构体中包含probe()、remove()、shutdown()、suspend()、 resume()函数，通常也需要由驱动实现。  

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 (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);  

 int (*resume_early)(struct platform_device *);  

 int (*resume)(struct platform_device *);  

 struct pm_ext_ops *pm;  

 struct device_driver driver;  

};  

   

//系统中为platform总线定义了一个bus_type的实例platform_bus_type，  

struct bus_type platform_bus_type = {  

 .name = “platform”,  

 .dev_attrs = platform_dev_attrs,  

 .match = platform_match,  

 .uevent = platform_uevent,  

 .pm = PLATFORM_PM_OPS_PTR,  

};  

EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_bus_type);  

   

//这里要重点关注其match()成员函数，正是此成员表明了platform_device和platform_driver之间如何匹配。  

static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)  

{  

 struct platform_device *pdev;  

 pdev = container_of(dev, struct platform_device, dev);  

 return (strncmp(pdev->name, drv->name, BUS_ID_SIZE) == 0);  

}  

//匹配platform_device和platform_driver主要看二者的name字段是否相同。  

//对platform_device的定义通常在BSP的板文件中实现，在板文件中，将platform_device归纳为一个数组，最终通过platform_add_devices()函数统一注册。  

//platform_add_devices()函数可以将平台设备添加到系统中，这个函数的 原型为：  

int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num);  

//该函数的第一个参数为平台设备数组的指针，第二个参数为平台设备的数量，它内部调用了platform_device_register()函 数用于注册单个的平台设备。  

1. platform bus总线先被kenrel注册。  

2. 系统初始化过程中调用platform_add_devices或者platform_device_register，将平台设备(platform devices)注册到平台总线中(platform bus)  

3. 平台驱动(platform driver)与平台设备(platform device)的关联是在platform_driver_register或者driver_register中实现，一般这个函数在驱动的初始化过程调用。  

通过这三步，就将平台总线，设备，驱动关联起来。  

二．Platform初始化  

系统启动时初始化时创建了platform_bus总线设备和platform_bus_type总线,platform总线是在内核初始化的时候就注册进了内核。  

内核初始化函数kernel_init()中调用了do_basic_setup() ，该函数中调用driver_init()，该函数中调用platform_bus_init()，我们看看platform_bus_init()函数：                                                                                                                    

int __init platform_bus_init(void)  

{  

       int error;  

       early_platform_cleanup(); //清除platform设备链表  

       //该函数把设备名为platform 的设备platform_bus注册到系统中，其他的platform的设备都会以它为parent。它在sysfs中目录下.即 /sys/devices/platform。  

       //platform_bus总线也是设备，所以也要进行设备的注册  

       //struct device platform_bus = {  

       //.init_name       = "platform",  

        //};  

       error = device_register(&platform_bus);//将平台bus作为一个设备注册，出现在device目录   

       if (error)  

              return error;  

       //接着bus_register(&platform_bus_type)注册了platform_bus_type总线.  

         

       //默认platform_bus_type中没有定义probe函数。  

       error =  bus_register(&platform_bus_type);//注册平台类型的bus，将出现在bus目录下  

       if (error)  

              device_unregister(&platform_bus);  

       return error;  

}  

//总线类型match函数是在设备匹配驱动时调用，uevent函数在产生事件时调用。  

//platform_match函数在当属于platform的设备或者驱动注册到内核时就会调用，完成设备与驱动的匹配工作。  

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);  

         

       if (pdrv->id_table)  

              return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;  

         

       return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);//比较设备和驱动的名称是否一样  

}  

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;  

}  

//不难看出，如果pdrv的id_table数组中包含了pdev->name，或者drv->name和pdev->name名字相同，都会认为是匹配成功。  

//id_table数组是为了应对那些对应设备和驱动的drv->name和pdev->name名字不同的情况。  

//再看看platform_uevent（）函数：platform_uevent 热插拔操作函数  

static int platform_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)  

{  

       struct platform_device   *pdev = to_platform_device(dev);  

       add_uevent_var(env, "MODALIAS=%s%s", PLATFORM_MODULE_PREFIX, (pdev->id_entry) ? pdev->id_entry->name : pdev->name);  

       return 0;  

}  

//添加了MODALIAS环境变量，我们回顾一下：platform_bus. parent->kobj->kset->uevent_ops为device_uevent_ops，bus_uevent_ops的定义如下：  

static struct kset_uevent_ops device_uevent_ops = {  

       .filter =    dev_uevent_filter,  

       .name =          dev_uevent_name,  

       .uevent = dev_uevent,  

};  

//当调用device_add()时会调用kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD)产生一个事件，这个函数中会调用相应的kset_uevent_ops的uevent函数，  

三．Platform设备的注册  

我们在设备模型的分析中知道了把设备添加到系统要调用device_initialize()和platform_device_add(pdev)函数。  

Platform设备的注册分两种方式：  

1.对于platform设备的初注册，内核源码提供了platform_device_add()函数，输入参数platform_device可以是静态的全局设备，它是进行一系列的操作后调用device_add()将设备注册到相应的总线（platform总线）上，  

内核代码中platform设备的其他注册函数都是基于这个函数，如platform_device_register()、platform_device_register_simple()、platform_device_register_data()等。  

2.另外一种机制就是动态申请platform_device_alloc()一个platform_device设备，然后通过platform_device_add_resources及platform_device_add_data等添加相关资源和属性。  

无论哪一种platform_device，最终都将通过platform_device_add这册到platform总线上。  

区别在于第二步：其实platform_device_add()包括device_add()，不过要先注册resources，然后将设备挂接到特定的platform总线。  

3.第一种平台设备注册方式  

//platform_device是静态的全局设备，即platform_device结构的成员已经初始化完成  

//直接将平台设备注册到platform总线上  

  

int platform_device_register(struct platform_device *pdev)  

{  

 device_initialize(&pdev->dev);//初始化platform_device内嵌的device  

 return platform_device_add(pdev);//把它注册到platform_bus_type上  

}  

int platform_device_add(struct platform_device *pdev)  

{  

  int i, ret = 0;  

  if (!pdev)  

        return -EINVAL;  

  if (!pdev->dev.parent)  

   pdev->dev.parent = &platform_bus;//设置父节点，即platform_bus作为总线设备的父节点，其余的platform设备都是它的子设备  

     

  //platform_bus是一个设备，platform_bus_type才是真正的总线   

  pdev->dev.bus = &platform_bus_type;//设置platform总线,//指定bus类型为platform_bus_type   

    

  //设置pdev->dev内嵌的kobj的name字段,将platform下的名字传到内部device，最终会//传到kobj    

  if (pdev->id != -1)  

        dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name,  pdev->id);  

  else  

        dev_set_name(&pdev->dev, "%s", pdev->name);  

    

    

  //初始化资源并将资源分配给它，每个资源的它的parent不存在则根据flags域设置parent，flags为IORESOURCE_MEM，  

  //则所表示的资源为I/O映射内存，flags为IORESOURCE_IO，则所表示的资源为I/O端口。  

  for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {  

      struct resource *p, *r = &pdev->resource[i];  

      if (r->name == NULL)//资源名称为NULL则把设备名称设置给它  

        r->name = dev_name(&pdev->dev);  

               

      p = r->parent;//取得资源的父节点，资源在内核中也是层次安排的  

      if (!p) {  

         if (resource_type(r) == IORESOURCE_MEM) //如果父节点为NULL，并且资源类型为IORESOURCE_MEM，则把父节点设置为iomem_resource   

           p = &iomem_resource;  

         else if (resource_type(r) == IORESOURCE_IO)//否则如果类型为IORESOURCE_IO，则把父节点设置为ioport_resource  

            p = &ioport_resource;  

      }  

        

       //将资源插入父节点，也就是出现在父节点目录层次下   

      if (p && insert_resource(p, r)) {  

         printk(KERN_ERR "%s: failed to claim resource %d\n",dev_name(&pdev->dev), i);ret = -EBUSY;  

         goto failed;  

      }  

  }  

    

  pr_debug("Registering platform device '%s'. Parent at %s\n",dev_name(&pdev->dev), dev_name(pdev->dev.parent));  

  ret = device_add(&pdev->dev);//就在这里把设备注册到总线设备上,标准设备注册  

  if (ret == 0)  

        return ret;  

    

  failed:  

  while (--i >= 0) {  

        struct resource *r = &pdev->resource[i];  

        unsigned long type = resource_type(r);  

        if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)  

               release_resource(r);  

  }  

  return ret;  

}  

4.第二种平台设备注册方式  

//先分配一个platform_device结构，对其进行资源等的初始化  

//之后再对其进行注册，再调用platform_device_register()函数  

struct platform_device * platform_device_alloc(const char *name, int id)  

{  

 struct platform_object *pa;  

   

 pa = kzalloc(sizeof(struct platform_object) + strlen(name), GFP_KERNEL);//该函数首先为platform设备分配内存空间  

 if (pa) {  

  strcpy(pa->name, name);  

  pa->pdev.name = pa->name;//初始化platform_device设备的名称  

  pa->pdev.id = id;//初始化platform_device设备的id  

  device_initialize(&pa->pdev.dev);//初始化platform_device内嵌的device  

  pa->pdev.dev.release = platform_device_release;  

 }  

 return pa ? &pa->pdev : NULL;  

}  

//一个更好的方法是，通过下面的函数platform_device_register_simple()动态创建一个设备，并把这个设备注册到系统中：  

struct platform_device *platform_device_register_simple(const char *name,int id,struct resource *res,unsigned int num)  

{  

       struct platform_device *pdev;  

       int retval;  

       pdev = platform_device_alloc(name, id);  

       if (!pdev) {  

              retval = -ENOMEM;  

              goto error;  

       }  

       if (num) {  

              retval = platform_device_add_resources(pdev, res, num);  

              if (retval)  

                     goto error;  

       }  

       retval = platform_device_add(pdev);  

       if (retval)  

              goto error;  

                

       return pdev;  

error:  

       platform_device_put(pdev);  

       return ERR_PTR(retval);  

}  

//该函数就是调用了platform_device_alloc()和platform_device_add()函数来创建的注册platform device，函数也根据res参数分配资源，看看platform_device_add_resources()函数：  

int platform_device_add_resources(struct platform_device *pdev,struct resource *res, unsigned int num)  

{  

       struct resource *r;  

       r = kmalloc(sizeof(struct resource) * num, GFP_KERNEL);//为资源分配内存空间  

       if (r) {  

              memcpy(r, res, sizeof(struct resource) * num);  

              pdev->resource = r;        //并拷贝参数res中的内容，链接到device并设置其num_resources  

              pdev-> num_resources = num;  

       }  

       return r ? 0 : -ENOMEM;  

}  

  

四．Platform设备驱动的注册  

我们在设备驱动模型的分析中已经知道驱动在注册要调用driver_reg
a9c1
ister()，  

platform driver的注册函数platform_driver_register()同样也是进行其它的一些初始化后调用driver_register()将驱动注册到platform_bus_type总线上.  

int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)  

{  

       drv->driver.bus = &platform_bus_type;//它将要注册到的总线  

     

       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);//注册驱动  

}  

//然后设定了platform_driver内嵌的driver的probe、remove、shutdown函数。  

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);//调用platform_driver的probe()函数，这个函数一般由用户自己实现  

                   //例如下边结构，回调的是serial8250_probe()函数  

          

}  

static int platform_drv_remove(struct device *_dev)  

{  

       struct platform_driver *drv = to_platform_driver(_dev->driver);  

       struct platform_device *dev = to_platform_device(_dev);  

       return drv->remove(dev);  

}  

static void platform_drv_shutdown(struct device *_dev)  

{  

       struct platform_driver *drv = to_platform_driver(_dev->driver);  

       struct platform_device *dev = to_platform_device(_dev);  

       drv->shutdown(dev);  

}  

//总结：  

1.从这三个函数的代码可以看到，又找到了相应的platform_driver和platform_device，然后调用platform_driver的probe、remove、shutdown函数。这是一种高明的做法：  

在不针对某个驱动具体的probe、remove、shutdown指向的函数，而通过上三个过度函数来找到platform_driver，然后调用probe、remove、shutdown接口。  

如果设备和驱动都注册了，就可以通过bus ->match、bus->probe或driver->probe进行设备驱动匹配了。  

2.驱动注册的时候platform_driver_register()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->bus_for_each_dev()，  

对每个挂在虚拟的platform bus的设备作__driver_attach()->driver_probe_device()->drv->bus->match()==platform_match()->比较strncmp(pdev->name, drv->name, BUS_ID_SIZE)，  

如果相符就调用platform_drv_probe()->driver->probe()，如果probe成功则绑定该设备到该驱动。 

链接：http://blog.csdn.net/zzhere2007/article/details/9101727

http://blog.chinaunix.net/uid/27041925/cid-174214-list-1.html

http://blog.csdn.net/xiaochongtou123/article/details/7752328



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