Linux驱动设备模型之Platform

[概述]

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、IIC、SPI等的设备而言，这自然不是问题，但是在嵌入式系统中，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(IIC,RTC,SPI,LCD,看门狗)等却不依附于此类总线。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platformdevice，而驱动称为platform driver。

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。

[Platform的两大好处]

1、使得设备被挂接在一个总线上，因此，符合Linux2.6的设备模型。其结果是，配套的sysfs节点、设备电源管理都成为可能；

2、 隔离BSP和驱动。在BSP中定义platform设备和设备使用的资源、设备的具体配置信息，而在驱动中，只需要通过通用的API去获取资源和数据，做到了板相关代码和驱动代码的分离，使得驱动具有更好的可扩展性和跨平台性。

[platform_device& platform_driver]

struct platform_device {
         constchar        * name;  /* 设备名www.linuxidc.com */
         int              id;     /* 设备ID */
         structdevice    dev;           /* 内嵌的设备结构体www.linuxidc.com */
         u32            num_resources;       /* 设备使用各类资源数量 */
         structresource        * resource;       /* 资源 */

         structplatform_device_id       *id_entry;

         /*arch specific additions */
         structpdev_archdata      archdata;
};

 

Platform_device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，最终调用platform_add_device()函数统一注册。

struct resource {
         resource_size_tstart;
         resource_size_tend;
         constchar *name;
         unsignedlong flags;
         structresource *parent, *sibling, *child;
};

 

Platform_device的资源由resource来描述，通常只要关心start、end、flags，分别表示开始值，结束值和类型。Start和end的含义会随着flags而变更，当flags为IORESOURCE_MEM时，start和end分别表示该platform_device占据内存的开始地址和结束地址；当flags为IORESOURCE_IRQ时，start和end分别表示该platform_device使用的中断号的开始值和结束值。

对resource的定义通常也在BSP的板文件中进行，而我们在设备驱动中可以用platform_get_resource()来获取resource。

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 *);
         structdevice_driver driver;
         structplatform_device_id *id_table;
};

 

Platform_driver中包含了probe(),remove(),shutdown(),suspend(),resume()函数，通常是由驱动来实现。如果bus中定义了probe,remove,shutdown函数，会优先调用。

[platform_bus_type& 驱动和设备匹配方式]

struct bus_type platform_bus_type = {
         .name                = "platform",
         .dev_attrs        = platform_dev_attrs,
         .match               = platform_match,
         .uevent              = platform_uevent,
         .pm           = &platform_dev_pm_ops,
};

 

Platform总线并没有对bus_type进行封装，总线维护了两条链klist_devices和klist_drivers(这两条链表在成员subsys_private下)：

Klist_devices 用来连接所有的platformdevice，调用platform_device_register函数时，会把设备挂接到klist_devices链表上；

Klist_drivers 用来连接所有的platformdriver，调用platform_driver_register函数时，会把驱动挂接到klist_drivers链表上。

驱动和设备通过match函数来进行匹配

static int platform_match(struct device*dev, struct device_driver *drv)
{
         structplatform_device *pdev = to_platform_device(dev);
         structplatform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);

         /*Attempt an OF style match first */
         if(of_driver_match_device(dev, drv))
                   return1;

         /*Then try to match against the id table */
         if(pdrv->id_table)
                   returnplatform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;

         /*fall-back to driver name match */
         return(strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
}

Match函数提供了两种匹配方式：

1、ID匹配

ID是由<name><id号>，本质上还是通过名字来进行匹配；

2、名字匹配

如果对总线，设备，驱动模型有很好的了解，相信platform应该是不在话下。

现在来看一个实际中典型的platform设备驱动实例-DM9000。分两步来分析：

1、  dm9000的platform驱动

文件位置：driver/net/dm9000

staticstruct platform_driver dm9000_driver = {
.driver      ={
           .name    = "dm9000",
           .owner     = THIS_MODULE,
           .pm  = &dm9000_drv_pm_ops,
},
.probe  = dm9000_probe,
.remove = __devexit_p(dm9000_drv_remove),
};

staticint __init
dm9000_init(void)
{
printk(KERN_INFO "%s Ethernet Driver,V%s\n", CARDNAME, DRV_VERSION);

returnplatform_driver_register(&dm9000_driver);
}

staticvoid __exit
dm9000_cleanup(void)
{
platform_driver_unregister(&dm9000_driver);
}

 

Dm9000的驱动代码内核已经帮我们实现了，这帮我们减少了很多工作量。

2、  dm9000的platform设备

OK，我们来重点看下platform设备的代码，这是驱动工程师的工作，platform设备的代码一般都应该放在BSP的板文件中，分析一下mini2440的dm9000的设备代码。

文件位置：mach-s3c2440/mach-mini2440.c

static structresource mini2440_dm9k_resource[] = {
          [0] = {
                   .start =MACH_MINI2440_DM9K_BASE,
                   .end   = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,
                   .flags = IORESOURCE_MEM
          },
          [1] = {
                   .start =MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4,
                   .end   = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 7,
                   .flags = IORESOURCE_MEM
          },
          [2] = {
                   .start = IRQ_EINT7,
                   .end   = IRQ_EINT7,
                   .flags = IORESOURCE_IRQ |IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE,
          }
};

 

Dm9000的资源信息

static structdm9000_plat_data mini2440_dm9k_pdata = {
          .flags                  =(DM9000_PLATF_16BITONLY | DM9000_PLATF_NO_EEPROM),
};

 

dm9000_plat_data可以包含MAC地址、总线宽度、板上有无E2PROM等信息。

static structplatform_device mini2440_device_eth = {
          .name                ="dm9000",
          .id              =-1,
          .num_resources       = ARRAY_SIZE(mini2440_dm9k_resource),
          .resource = mini2440_dm9k_resource,
          .dev           ={
                   .platform_data         = &mini2440_dm9k_pdata,
          },
};

 

Platform_device结构体，ARRAY_SIZE宏用于计算数组元素的个数。

static structplatform_device *mini2440_devices[] __initdata = {
……
          &mini2440_device_eth,
……
};
static void__init mini2440_init(void)
{
                   ……
platform_add_devices(mini2440_devices,ARRAY_SIZE(mini2440_devices));
……
}

 

把platform_add_devices对platform_device_register进行了封装，将一组platform_device进行注册。

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