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：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device driver 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，  　　}  　　}; 　　在驱动初始化函数中调用函数platform_driver_register()注册platform_driver，需要注意的是s3c_device_i2c结构中name元素和s3c2410_i2c_driver结构中driver.name必须是相同的，这样在platform_driver_register()注册时会对所有已注册的所有platform_device中的name和当前注册的platform_driver的driver.name进行比较，只有找到相同的名称的platfomr_device才能注册成功，当注册成功时会调用platform_driver结构元素probe函数指针，这里就是s3c24xx_i2c_probe，当进入probe函数后，需要获取设备的资源信息，常用获取资源的函数主要是： 　　struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev， unsigned int type， unsigned int num); 　　根据参数type所指定类型，例如IORESOURCE_MEM，来获取指定的资源。 　　struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev， unsigned int num); 　　获取资源中的中断号。 　　下面举s3c24xx_i2c_probe函数分析，看看这些接口是怎么用的。 　　前面已经讲了，s3c2410_i2c_driver注册成功后会调用s3c24xx_i2c_probe执行，下面看代码： 　　/* drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c */  　　static int s3c24xx_i2c_probe(struct platform_device *pdev)  　　{  　　struct s3c24xx_i2c *i2c = &s3c24xx_i2c;  　　struct resource *res;  　　int ret;  　　/* find the clock and enable it */  　　i2c-》dev = &pdev-》dev;  　　i2c-》clk = clk_get(&pdev-》dev， “i2c”);  　　if (IS_ERR(i2c-》clk)) {  　　dev_err(&pdev-》dev， “cannot get clock\n”);  　　ret = -ENOENT;  　　goto out;  　　}  　　dev_dbg(&pdev-》dev， “clock source %p\n”， i2c-》clk);  　　clk_enable(i2c-》clk);  　　/* map the registers */  　　res = platform_get_resource(pdev， IORESOURCE_MEM， 0); /* 获取设备的IO资源地址 */  　　if (res == NULL) {  　　dev_err(&pdev-》dev， “cannot find IO resource\n”);  　　ret = -ENOENT;  　　goto out;  　　}  　　i2c-》ioarea = request_mem_region(res-》start，  　　(res-》end-res-》start)+1， pdev-》name); /* 申请这块IO Region */  　　if (i2c-》ioarea == NULL) {  　　dev_err(&pdev-》dev， “cannot request IO\n”);  　　ret = -ENXIO;  　　goto out;  　　}  　　i2c-》regs = ioremap(res-》start， (res-》end-res-》start)+1); /* 映射至内核虚拟空间 */  　　if (i2c-》regs == NULL) {  　　dev_err(&pdev-》dev， “cannot map IO\n”);  　　ret = -ENXIO;  　　goto out;  　　}  　　dev_dbg(&pdev-》dev， “registers %p (%p， %p)\n”， i2c-》regs， i2c-》ioarea， res);  　　/* setup info block for the i2c core */  　　i2c-》adap.algo_data = i2c;  　　i2c-》adap.dev.parent = &pdev-》dev;  　　/* initialise the i2c controller */  　　ret = s3c24xx_i2c_init(i2c);  　　if (ret != 0)  　　goto out;  　　/* find the IRQ for this unit (note， this relies on the init call to ensure no current IRQs pending */  　　res = platform_get_resource(pdev， IORESOURCE_IRQ， 0); /* 获取设备IRQ中断号 */  　　if (res == NULL) {  　　dev_err(&pdev-》dev， “cannot find IRQ\n”);  　　ret = -ENOENT;  　　goto out;  　　}  　　ret = request_irq(res-》start， s3c24xx_i2c_irq， IRQF_DISABLED， /* 申请IRQ */  　　pdev-》name， i2c);  　　……  　　return ret;  　　} 　　小思考： 　　那什么情况可以使用platform driver机制编写驱动呢？ 　　我的理解是只要和内核本身运行依赖性不大的外围设备(换句话说只要不在内核运行所需的一个最小系统之内的设备)，相对独立的，拥有各自独自的资源(addresses and IRQs)，都可以用platform_driver实现。如：lcd，usb，uart等，都可以用platfrom_driver写，而timer，irq等最小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver机制，实际上内核实现也是这样的。 　　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;  　　} 　　同时被注册还有很多其他平台的platform_device，详细查看arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c里的smdk2410_devices结构体。 　　驱动程序需要实现结构体struct platform_driver，参考drivers/i2c/busses /* device driver for platform bus bits */  　　static struct platform_driver s3c2410_i2c_driver = {  　　.probe = s3c24xx_i2c_probe，  　　.remove = s3c24xx_i2c_remove，  　　.resume = s3c24xx_i2c_resume，  　　.driver = {  　　.owner = THIS_MODULE，  　　.name = “s3c2410-i2c”，  　　}，  　　};