Linux设备模型（三）platform
platform设备和驱动与linux设备模型密切相关。platform在linux设备模型中，其实就是一种虚拟总线没有对应的硬件结构。它的主要作用就是管理系统的外设资源。linux在引入了platform机制之后，内核假设所有的这些外设都挂载在platform虚拟总线上,以便进行统一管理。
1.Platform初始化
在系统中platform对应的文件drivers/base/platform.c，它不是作为一个模块注册到内核的，关键的注册总线的函数由系统初始化部分，系统启动时初始化时创建了platform_bus设备和platform_bus_type总线。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();
error = device_register(&platform_bus);//总线也是设备，所以也要进行设备的注册
if (error)
return error;
error = bus_register(&platform_bus_type);//注册platform_bus_type总线到内核
if (error)
device_unregister(&platform_bus);
return error;
}
struct device platform_bus = {
.init_name = "platform",
};
struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_attrs = platform_dev_attrs,//设备属性
.match = platform_match,//match函数，这个函数在当属于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
.uevent = platform_uevent,// 热插拔操作函数
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};};
改函数把设备名为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。接着bus_register(&platform_bus_type)注册了platform_bus_type总线类型。
来看看platform_match函数：
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);
/* Attempt an OF style match first */
if (of_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try to match against the id table */
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);
}
static const struct platform_device_id *platform_match_id(
const 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：
static int platform_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)
{
struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
int rc;
/* Some devices have extra OF data and an OF-style MODALIAS */
rc = of_device_uevent_modalias(dev,env);
if (rc != -ENODEV)
return rc;
add_uevent_var(env, "MODALIAS=%s%s", PLATFORM_MODULE_PREFIX,
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，这里即为dev_uevent()，我们看一下这个函数的代码片段：
static int dev_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,
struct kobj_uevent_env *env)
{
.
.
.
/* have the bus specific function add its stuff */
if (dev->bus && dev->bus->uevent) {
retval = dev->bus->uevent(dev, env);
if (retval)
pr_debug("device: '%s': %s: bus uevent() returned %d\n",
dev_name(dev), __func__, retval);
}
.
.
.
}
从这里看到如果bus->uevent()函数存在则会调用它。
到这里我们清楚了platform_uevent会在哪里调用了。
2.Platform设备的注册
对于platform设备的初始化，内核源码也提供了platform_device_alloc()函数。
对于platform设备的初注册，内核源码提供了platform_device_add()函数，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。
我们对这些函数逐个分析，首先看看初始化函数platform_device_alloc()：
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);
if (pa) {
strcpy(pa->name, name);
pa->pdev.name = pa->name;
pa->pdev.id = id;
device_initialize(&pa->pdev.dev);
pa->pdev.dev.release = platform_device_release;
arch_setup_pdev_archdata(&pa->pdev);
}
return pa ? &pa->pdev : NULL;
}
该函数首先为platform设备分配内存空间，这里的struct platform_object结构是struct platform _device结构的封装，其定义如下：
struct platform_object {
struct platform_device pdev;
char name[1];
};
其中第二个字段name的地址用于存放第一个字段pdev的name指针上的内容，函数中的代码说明了这点：
strcpy(pa->name, name);
pa->pdev.name = pa->name;
接着用输入参数id初始化platform_device的id字段，这个id是在设置代表它的kobject时会用到的，我们将在后面分析到，如果不用它，则设为-1。
接着调用device_initialize()初始化platform_device内嵌的device，并设置其release函数指针。
接着我们看看platform_device_add()函数
/** * platform_device_add - add a platform device to device hierarchy * @pdev: platform device we're adding * * This is part 2 of platform_device_register(), though may be called * separately _iff_ pdev was allocated by platform_device_alloc(). */ int platform_device_add(struct platform_device *pdev) { int i, ret = 0;
if (!pdev) return -EINVAL;
if (!pdev->dev.parent)/*都说总线有两个链表，一个是设备链表（通过device 内嵌）一个是驱动链表（通过device_driver内嵌）这里如果pdev->dev.parent为0，说明设备链表还没有设备，因此处理办法是将platform_bus作为设备链表的开始，一直感觉platform_bus和platform_bus_type很难区分，不过在这里清楚了platform_bus是一个设备，platform_bus_type才是真正的总线*/ pdev->dev.parent = &platform_bus;
pdev->dev.bus = &platform_bus_type;/*device 要挂接在platform_bus_type这个总线上*/ /*设置pdev->dev内嵌的kobj的name字段，它是pdev->name指向的内容加上id，如果id为-1则忽略它*/ if (pdev->id != -1) dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name, pdev->id); else dev_set_name(&pdev->dev, "%s", pdev->name);
for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) { struct resource *p, *r = &pdev->resource[i];
if (r->name == NULL) r->name = dev_name(&pdev->dev);/*资源的名称赋值为pdev->dev.bus_id，如果一个platform_device有多个resource 则出现同名现象*/
p = r->parent; if (!p) {/*父资源为0，说明不是从一个大的资源里面切割出来的*/ if (resource_type(r) == IORESOURCE_MEM) p = &iomem_resource; else if (resource_type(r) == IORESOURCE_IO) p = &ioport_resource; }
if (p && insert_resource(p, r)) {/*如果从父资源里面切割失败，则进行如下处理*/ 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);/*资源也分配好了，准备工作也做足，终于可以把设备添加到设备链表里面了*/ 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; }
platform_device_add()函数分析完了，我们看下platform_device_register()函数：
/**
* platform_device_register - add a platform-level device
* @pdev: platform device we're adding
*/
int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
{
device_initialize(&pdev->dev);
arch_setup_pdev_archdata(pdev);
return platform_device_add(ppdev);
}
初始化pdev->dev后调用platform_device_add()把它注册到platform_bus_type上。
另外一个注册函数platform_device_register_simple()，它的作用是根据传入的资源和资源数注册设备。
3.Platform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_register()，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，看一下这个函数：
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);
}
先看看struct platform_driver结构：
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;
const struct platform_device_id *id_table;
};
上面的函数指定了内嵌的driver的bus字段为platform_bus_type，即为它将要注册到的总线。
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);
}
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);
}
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。
到此我们了解了platform的初始化，以及设备和驱动的注册原理和接口函数。