linux platform device and driver-凯发app官方网站

linux platform device and driver

作者：dongas

日期：08-06-27

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,          } };

 

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：

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",          }, };

 

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。

参考资料：

linux-2.6.24/documentation/driver-model/platform.txt

 

《platform _device和platform_driver注册过程》