Linux设备模型之platform总线

从Linux 2.6起引入了一套新的驱动管理和注册机制latform_device和Platform_driver。
　　Linux中大部分的设备驱动，都可以使用这套机制, 设备用Platform_device表示，驱动用Platform_driver进行注册。
　　Linux platform driver机制和传统的devicedriver 机制(通过driver_register函数进行注册)相比，一个十分明显的优势在于platform机制将设备本身的资源注册进内核，由内核统一管理，在驱动程序中使用这些资源时通过platform device提供的标准接口进行申请并使用。这样提高了驱动和资源管理的独立性，并且拥有较好的可移植性和安全性(这些标准接口是安全的)。
　　Platform机制的本身使用并不复杂，由两部分组成：platform_device和platfrom_driver。
　　通过Platform机制开发发底层驱动的大致流程为:  定义platform_device à 注册 platform_device à 定义platform_driver à注册 platform_driver。
　　首先要确认的就是设备的资源信息，例如设备的地址，中断号等。
　　在2.6内核中platform设备用结构体platform_device来描述，该结构体定义在kernel\include\linux\platform_device.h中，
　　struct platform_device {
　　const char * name;
　　u32  id;
　　struct device dev;
　　u32  num_resources;
　　struct resource * resource;
　　};
　　该结构一个重要的元素是resource，该元素存入了最为重要的设备资源信息，定义在kernel\include\linux\ioport.h中，
　　struct resource {
　　const char *name;
　　unsigned long start, end;
　　unsigned long flags;
　　struct resource *parent, *sibling, *child;
　　};
　　下面举s3c2410平台的i2c驱动作为例子来说明：
　　/* arch/arm/mach-s3c2410/devs.c */
　　/* I2C */
　　static struct resource s3c_i2c_resource[] = {
　　[0] = {
　　.start = S3C24XX_PA_IIC,
　　.end = S3C24XX_PA_IIC + S3C24XX_SZ_IIC - 1,
　　.flags = IORESOURCE_MEM,
　　},
　　[1] = {
　　.start = IRQ_IIC, //S3C2410_IRQ(27)
　　.end = IRQ_IIC,
　　.flags = IORESOURCE_IRQ,
　　}
　　};
　　这里定义了两组resource，它描述了一个I2C设备的资源，第1组描述了这个I2C设备所占用的总线地址范围，IORESOURCE_MEM表示第1组描述的是内存类型的资源信息，第2组描述了这个I2C设备的中断号，IORESOURCE_IRQ表示第2组描述的是中断资源信息。设备驱动会根据flags来获取相应的资源信息。
　　有了resource信息，就可以定义platform_device了：
　　struct platform_device s3c_device_i2c = {
　　.name = "s3c2410-i2c",
　　.id = -1,
　　.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),
　　.resource = s3c_i2c_resource,
　　};
　　定义好了platform_device结构体后就可以调用函数platform_add_devices向系统中添加该设备了，之后可以调用platform_driver_register()进行设备注册。要注意的是，这里的platform_device设备的注册过程必须在相应设备驱动加载之前被调用，即执行platform_driver_register之前,原因是因为驱动注册时需要匹配内核中所以已注册的设备名。
　　s3c2410-i2c的platform_device是在系统启动时，在cpu.c里的s3c_arch_init()函数里进行注册的，这个函数申明为arch_initcall(s3c_arch_init);会在系统初始化阶段被调用。
　　arch_initcall的优先级高于module_init。所以会在Platform驱动注册之前调用。(详细参考include/linux/init.h)
　　s3c_arch_init函数如下：
　　/* arch/arm/mach-3sc2410/cpu.c */
　　static int __init s3c_arch_init(void)
　　{
　　int ret;
　　……
　　/* 这里board指针指向在mach-smdk2410.c里的定义的smdk2410_board，里面包含了预先定义的I2C Platform_device等. */
　　if (board != NULL) {
　　struct platform_device **ptr = board->devices;
　　int i;
　　for (i = 0; i < board->devices_count; i++, ptr++) {
　　ret = platform_device_register(*ptr);    //在这里进行注册
　　if (ret) {
　　printk(KERN_ERR "s3c24xx: failed to add board device %s(%d) @%p\n", (*ptr)->name,
　　ret, *ptr);
　　}
　　}
　　/* mask any error, we may not need all these board
　　* devices */
　　ret = 0;
　　}
　　return ret;

　　}

从Linux 2.6起引入了一套新的驱动管理和注册机制：platform_device和platform_driver。Linux中大部分的设备驱动，都可以使用这套机制，设备用platform_device表示，驱动用platform_driver进行注册。

　　Linux platform. driver机制和传统的devicedriver 机制(通过driver_register函数进行注册)相比，一个十分明显的优势在于platform机制将设备本身的资源注册进内核，由内核统一管理，在驱动程序中使用这些资源时通过platform. device提供的标准接口进 行申请并使用。这样提高了驱动和资源管理的独立性，并且拥有较好的可移植性和安全性(这些标准接口是安全的)。platform机制的本身使用并不复杂，由两部分组成：platform_device和platfrom_driver。通过platform机制开发底层设备驱动的大致流程如图所示。

 

　　图 platform机制开发驱动流程

定义platform_device -----》注册platform_device -----》定义platform_driver -----》注册platform_driver

　　platform_device结构体用来描述设备的名称、资源信息等。该结构被定义在include/linux/platform_device.h中，定义原型如下：

　　struct platform_device {

　　const char * name;   //定义平台设备的名称

　　int id;

　　struct device dev;

　　u32 num_resources;

　　struct resource * resource; //定义平台设备的资源。

　　};

　　下面来看一下platform_device结构体中最重要的一个成员structresource * resource。struct resource被定义在include/linux/ioport.h中，定义原型如下：

　　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;  //资源链表指针

　　};

　　通过调用函数platform_add_devices（）向系统中添加该设备了，该函数内部调用 platform_device_register( )进行设备注册。要注意的是，这里的platform_device设备的注册过程必须在相应设备驱动加载之前被调用，即执行 platform_driver_register（）之前，原因是驱动注册时需要匹配内核中所有已注册的设备名。

　　接下来来看platform_driver结构体的原型定义，在include/linux/platform_device.h中，代码如下：

　　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_tstate);

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

　　int (*resume_early)(struct platform_device *);

　　int (*resume)(struct platform_device *);

　　struct device_driver driver;

　　};

　　内核提供的platform_driver结构体的注册函数为platform_driver_register（），其原型定义在driver/base/platform.c文件中，具体实现代码如下：

　　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;

　　if (drv->suspend)

　　drv->driver.suspend = platform_drv_suspend;

　　if (drv->resume)

　　drv->driver.resume = platform_drv_resume;

　　return driver_register(&drv->driver);

　　}

　　总结，通常情况下只要和内核本身运行依赖性不大的外围设备，相对独立的，拥有各自独自的资源(地址总线和IRQs)，都可以用platform_driver实现。如：LCD，网卡、USB、UART等，都可以用platfrom_driver写，而timer，irq等小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver机制。