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Linux平台总线驱动设备模型

platform总线是一种虚拟的总线,相应的设备则为platform_device,而驱动则为platform_driver。Linux 2.6的设备驱动模型中,把I2C、RTC、LCD等都归纳为platform_device。

作者:佚名来源:嵌入式Linux中文站|2017-11-16 14:46

开发者大赛路演 | 12月16日,技术创新,北京不见不散


Linux平台总线驱动设备模型

platform总线是一种虚拟的总线,相应的设备则为platform_device,而驱动则为platform_driver。Linux 2.6的设备驱动模型中,把I2C、RTC、LCD等都归纳为platform_device。

总线将设备和驱动绑定,在系统每注册一个设备的时候,会寻找与之匹配的驱动;相反的,在系统每注册一个驱动的时候,会寻找与之匹配的设备,而匹配由总线完成。

Linux2.6系统中定义了一个bus_type的实例platform_bus_type

  1. struct bus_type platform_bus_type = {   
  2.     .name       = "platform",   
  3.     .dev_attrs  = platform_dev_attrs,   
  4.     .match      = platform_match,       //设备和驱动使用match函数来判断是否匹配   
  5.     .uevent     = platform_uevent,   
  6.     .pm     = PLATFORM_PM_OPS_PTR,   
  7. };   
  1. /* platform_match函数用于匹配总线中的驱动和设备 */   
  2. static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)   
  3. {   
  4.     struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);   
  5.     struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);   
  6.    
  7.     /* match against the id table first */   
  8.     if (pdrv->id_table)   
  9.         return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;   
  10.    
  11.     /* fall-back to driver name match */   
  12.     return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);   
  13. }   

platform_match函数首先判断是否由id_table,如果有则使用id_table来进行匹配,否则,判断platform_device和platform_driver成员里的name,如果二者的name字段相同则匹配,如果匹配则调用platform_driver的probe函数。

platform_device结构体的定义

  1. struct platform_device {   
  2.     const char  * name;         /* 名字 */   
  3.     int     id;   
  4.     struct device   dev;   
  5.     u32     num_resources;      /* 资源总数 */   
  6.     struct resource * resource; /* 资源 */   
  7.    
  8.     struct platform_device_id   *id_entry;   
  9. };   

其中有个重要的成员是resource,是设备的资源信息,如IO地址,中断号等。

  1. struct resource {   
  2.     resource_size_t start;      //资源的起始值   
  3.     resource_size_t end;        //资源的结束值   
  4.     const char *name;   
  5.     unsigned long flags;        //资源的类型,如IORESOURCE_IO,IORESOURCE_MEM,IORESOURCE_IRQ,IORESOURCE_DMA   
  6.     struct resource *parent, *sibling, *child;   
  7. };   

有的设备可能有多个资源,通常使用platform_get_resource函数来获取资源

  1. /**  
  2.  * platform_get_resource - get a resource for a device  
  3.  * @dev: platform device  
  4.  * @type: resource type  
  5.  * @num: resource index  
  6.  */   
  7. struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,   
  8.                        unsigned int type, unsigned int num)   
  9. {   
  10.     int i;   
  11.    
  12.     for (i = 0; i < dev->num_resources; i++) {   
  13.         struct resource *r = &dev->resource[i];   
  14.    
  15.         if (type == resource_type(r) && num-- == 0)   
  16.             return r;   
  17.     }   
  18.     return NULL;   
  19. }   

平台设备的注册,使用platform_device_register函数

  1. int platform_device_register(struct platform_device *pdev)   
  2. {   
  3.     device_initialize(&pdev->dev);   
  4.     return platform_device_add(pdev);   
  5. }   

platform_device_register函数先通过device_initialize函数初始化platform_device的device成员,然后调用platform_device_add向内核添加一个平台设备。

  1. int platform_device_add(struct platform_device *pdev)   
  2. {   
  3.     int i, ret = 0;   
  4.    
  5.     if (!pdev)  /* 如果pdev为空则返回EINVAL */   
  6.         return -EINVAL;   
  7.    
  8.     /* 如果pdev->dev.parent为空则将pdev->dev.parent设置为platform_bus */   
  9.     if (!pdev->dev.parent)   
  10.         pdev->dev.parent = &platform_bus;   
  11.    
  12.     pdev->dev.bus = &platform_bus_type;  /* 设置总线类型 */   
  13.    
  14.     if (pdev->id != -1)      /* 如果id = -1则表示自动分配name */   
  15.         dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name,  pdev->id);   
  16.     else   
  17.         dev_set_name(&pdev->dev, pdev->name);   
  18.    
  19.     for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {   
  20.         struct resource *p, *r = &pdev->resource[i]; /* 获取资源 */   
  21.    
  22.         if (r->name == NULL)   
  23.             r->name = dev_name(&pdev->dev);   
  24.    
  25.         p = r->parent;   
  26.         if (!p) {   
  27.             if (resource_type(r) == IORESOURCE_MEM) /* 设置资源类型 */   
  28.                 p = &iomem_resource;   
  29.             else if (resource_type(r) == IORESOURCE_IO)   
  30.                 p = &ioport_resource;   
  31.         }   
  32.    
  33.         if (p && insert_resource(p, r)) {   
  34.             printk(KERN_ERR   
  35.                    "%s: failed to claim resource %d\n",   
  36.                    dev_name(&pdev->dev), i);   
  37.             ret = -EBUSY;   
  38.             goto failed;   
  39.         }   
  40.     }   
  41.    
  42.     pr_debug("Registering platform device '%s'. Parent at %s\n",   
  43.          dev_name(&pdev->dev), dev_name(pdev->dev.parent));   
  44.    
  45.     /* 向内核添加一个device */   
  46.     ret = device_add(&pdev->dev);   
  47.     if (ret == 0)   
  48.         return ret;   
  49.    
  50.  failed:   
  51.     while (--i >= 0) {   
  52.         struct resource *r = &pdev->resource[i];   
  53.         unsigned long type = resource_type(r);   
  54.    
  55.         if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)   
  56.             release_resource(r);   
  57.     }   
  58.    
  59.     return ret;   
  60. }   

platform_device_add最终调用device_add来完成平台设备的注册。

相反地,如果要注销平台设备则使用platform_device_unregister函数

  1. void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)   
  2. {   
  3.     platform_device_del(pdev);   
  4.     platform_device_put(pdev);   
  5. }   

platform_device_unregister函数调用platform_device_del函数来注销平台设备

  1. void platform_device_del(struct platform_device *pdev)   
  2. {   
  3.     int i;   
  4.    
  5.     if (pdev) {   
  6.         device_del(&pdev->dev);   
  7.    
  8.         for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {   
  9.             struct resource *r = &pdev->resource[i];   
  10.             unsigned long type = resource_type(r);   
  11.    
  12.             if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)   
  13.                 release_resource(r);   
  14.         }   
  15.     }   
  16. }   

platform_device_del函数调用device_del函数来删除平台设备,相应地,要释放资源应调用release_resource函数,前提是资源的类型必须为IORESOURCE_MEM或者IORESOURCE_IO

platform_driver的定义:

  1. struct platform_driver {   
  2.     int (*probe)(struct platform_device *);   
  3.     int (*remove)(struct platform_device *);   
  4.     void (*shutdown)(struct platform_device *);   
  5.     int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);   
  6.     int (*resume)(struct platform_device *);   
  7.     struct device_driver driver;   
  8.     const struct platform_device_id *id_table;   
  9. };   

device_driver的定义:

  1. struct device_driver {   
  2.     const char      *name;   
  3.     struct bus_type     *bus;   
  4.    
  5.     struct module       *owner;   
  6.     const char      *mod_name;  /* used for built-in modules */   
  7.    
  8.     bool suppress_bind_attrs;   /* disables bind/unbind via sysfs */   
  9.    
  10.     const struct of_device_id   *of_match_table;   
  11.     const struct acpi_device_id *acpi_match_table;   
  12.    
  13.     int (*probe) (struct device *dev);   
  14.     int (*remove) (struct device *dev);   
  15.     void (*shutdown) (struct device *dev);   
  16.     int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);   
  17.     int (*resume) (struct device *dev);   
  18.     const struct attribute_group **groups;   
  19.    
  20.     const struct dev_pm_ops *pm;   
  21.    
  22.     struct driver_private *p;   
  23. };   

platform_driver结构体有device_driver成员,该成员的各自字段如上所示,device_driver也有probe、remove、shutdown等函数,在平台驱动注册的时候被初始化。

前面说过,当系统中存在有平台设备和平台驱动通过总线的match函数匹配后则会调用platform_driver的probe函数,参数为platform_device,有时候也通过id_table来判断是否匹配。

  1. struct platform_device_id {   
  2.     char name[PLATFORM_NAME_SIZE];   
  3.     kernel_ulong_t driver_data   
  4.             __attribute__((aligned(sizeof(kernel_ulong_t))));   
  5. };   

平台驱动的注册使用platform_driver_register函数

  1. int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)   
  2. {   
  3.     drv->driver.bus = &platform_bus_type;   
  4.     if (drv->probe)   
  5.         drv->driver.probe = platform_drv_probe;   
  6.     if (drv->remove)   
  7.         drv->driver.remove = platform_drv_remove;   
  8.     if (drv->shutdown)   
  9.         drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown;   
  10.     if (drv->suspend)   
  11.         drv->driver.suspend = platform_drv_suspend;   
  12.     if (drv->resume)   
  13.         drv->driver.resume = platform_drv_resume;   
  14.     return driver_register(&drv->driver);   
  15. }   

先初始化platform_driver里的driver,该driver的类型为device_driver,设置driver的bus为platform_bus_type;设置driver的probe为platform_drv_probe;设置driver的remove为platform_drv_remove;设置driver的shutdown为platform_drv_shutdown;设置driver的suspend为platform_drv_suspend;设置driver的resume为platform_drv_resume,最后调用driver_register函数来注册平台驱动。

相反地,要注销平台驱动的话,使用platform_driver_unregister函数

  1. void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)   
  2. {   
  3.     driver_unregister(&drv->driver);   
  4. }   

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