Linux Platform devices 平臺裝置驅動
阿新 • • 發佈：2018-12-31
裝置匯流排驅動模型：http://blog.csdn.net/lizuobin2/article/details/51570196
本文主要參考：http://www.wowotech.net/device_model/platform_device.html
platform平臺裝置驅動是基於裝置匯流排驅動模型的，它只不過是將 device 進一步封裝成為 platform_device，將 device_driver 進一步封裝成為 platform_device_driver,前面已經分析過裝置匯流排驅動模型，關於device 與 device_driver 的註冊過程以及它們在sysfs檔案系統中的層次關係就不在分析，本文重點分析platform平臺裝置驅動與裝置匯流排驅動模型相比較新增添的那些東西。
在Linux裝置模型的抽象中，存在著一類稱作“Platform Device”的裝置，核心是這樣描述它們的（Documentation/driver-model/platform.txt）：
Platform devices are devices that typically appear as autonomous entities in the system. This includes legacy port-based devices and host bridges to peripheral buses, and most controllers integrated into system-on-chip platforms. What they usually have
in common is direct addressing from a CPU bus. Rarely, a platform_device will be connected through a segment of some other kind of bus; but its registers will still be directly addressable.
概括來說，Platform裝置包括：基於埠的裝置（已不推薦使用，保留下來只為相容舊裝置，legacy）；連線物理匯流排的橋裝置；整合在SOC平臺上面的控制器；連線在其它bus上的裝置（很少見）。等等。
這些裝置有一個基本的特徵：可以通過CPU bus直接定址（例如在嵌入式系統常見的“暫存器”）。因此，由於這個共性，核心在裝置模型的基礎上（device和device_driver），對這些裝置進行了更進一步的封裝，抽象出paltform bus、platform device和platform driver，以便驅動開發人員可以方便的開發這類裝置的驅動。
可以說，paltform裝置對Linux驅動工程師是非常重要的，因為我們編寫的大多數裝置驅動，都是為了驅動plaftom裝置。
platform_bus_type
我們知道，在裝置匯流排驅動模型的中，BUS像一個月老一樣，通過它的match函式，將註冊到bus中的device與driver進行配對，那麼每一個不同的bus 都有自己的match函式，我們來看看platform_bus_type.
struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_attrs = platform_dev_attrs,
.match = platform_match,
.uevent = platform_uevent,
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};
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);
/* match against the id table first */
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);
}如果platform_device_driver中定義了id_table，則呼叫 platform_match_id 進行匹配
舉個例子：
static struct platform_device_id s3c24xx_driver_ids[] = {
{
.name = "s3c2410-i2c",
.driver_data = TYPE_S3C2410,
}, {
.name = "s3c2440-i2c",
.driver_data = TYPE_S3C2440,
}, { },
};struct platform_device s3c_device_i2c0 = {
.name = "s3c2410-i2c",
#ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1
.id = 0,
#else
.id = -1,
#endif
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),
.resource = s3c_i2c_resource,
};static const struct platform_device_id *platform_match_id(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;
}如果沒有，則只是根據 platform_device_driver->name 與 platform_device->name 進行比較，這也就是老師為啥在寫平臺裝置驅動程式的時候經常說，“將驅動註冊到核心中去，如果有同名裝置，則呼叫driver->probe函式....”。
pletform_device 中的 id 的作用：
if (pdev->id != -1) /* 如果不是-1 對name編號 */
dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name, pdev->id);
else /* -1時直接是名字 */
dev_set_name(&pdev->dev, pdev->name);
從device封裝而來的platform_device
struct platform_device {
const char * name;
int id;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource * resource;
struct platform_device_id *id_entry;
/* arch specific additions */
struct pdev_archdata archdata;
}; dev，真正的裝置，通過 container_of ,就能找到整個platform_device ，訪問其它成員，如後面要提到的 resource
num_resources、resource，該裝置的資源描述，由struct resource（include/linux/ioport.h）結構抽象。
在Linux中，系統資源包括I/O、Memory、Register、IRQ、DMA、Bus等多種型別。這些資源大多具有獨佔性，不允許多個裝置同時使用，因此Linux核心提供了一些API，用於分配、管理這些資源。
當某個裝置需要使用某些資源時，只需利用struct resource組織這些資源（如名稱、型別、起始、結束地址等），並儲存在該裝置的resource指標中即可。然後在裝置probe時，裝置需求會呼叫資源管理介面，分配、使用這些資源。而核心的資源管理邏輯，可以判斷這些資源是否已被使用、是否可被使用等等。
struct resource {
resource_size_t start;
resource_size_t end;
const char *name;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};static struct resource led_resource[] = { //jz2440的引數，驅動未測試
[0] = {
.start = 0x56000010,
.end = 0x56000010 + 8 - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = 5,
.end = 5,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
},
};
static struct platform_device led_dev = {
.name = "myled", //裝置名字 與 驅動相匹配
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(led_resource),
.resource = led_resource,
.dev = {
.release = led_release,
//.devt = MKDEV(252, 1),
},
};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;
struct platform_device_id *id_table;
};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);
}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);
}/* include/linux/platform_device.h */
extern int platform_device_register(struct platform_device *);
extern void platform_device_unregister(struct platform_device *);
extern void arch_setup_pdev_archdata(struct platform_device *);
extern struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *, unsigned int, unsigned int);
extern int platform_get_irq(struct platform_device *, unsigned int);
extern struct resource *platform_get_resource_byname(struct platform_device *, unsigned int, const char *);
extern int platform_get_irq_byname(struct platform_device *, const char *);
extern int platform_add_devices(struct platform_device **, int);
extern struct platform_device *platform_device_register_full(const struct platform_device_info *pdevinfo);
static inline struct platform_device *platform_device_register_resndata(
struct device *parent, const char *name, int id,
const struct resource *res, unsigned int num,
const void *data, size_t size)
static inline struct platform_device *platform_device_register_simple(
const char *name, int id,
const struct resource *res, unsigned int num)
static inline struct platform_device *platform_device_register_data(
struct device *parent, const char *name, int id,
const void *data, size_t size)
extern struct platform_device *platform_device_alloc(const char *name, int id);
extern int platform_device_add_resources(struct platform_device *pdev,
const struct resource *res,
unsigned int num);
extern int platform_device_add_data(struct platform_device *pdev,
const void *data, size_t size);
extern int platform_device_add(struct platform_device *pdev);
extern void platform_device_del(struct platform_device *pdev);
extern void platform_device_put(struct platform_device *pdev);arch_setup_pdev_archdata，設定platform_device變數中的archdata指標。
platform_get_resource、platform_get_irq、platform_get_resource_byname、platform_get_irq_byname，通過這些介面，可以獲取platform_device變數中的resource資訊，以及直接獲取IRQ的number等等。
platform_device_register_full、platform_device_register_resndata、platform_device_register_simple、platform_device_register_data，其它形式的設備註冊。呼叫者只需要提供一些必要的資訊，如name、ID、resource等，Platform模組就會自動分配一個struct platform_device變數，填充內容後，註冊到核心中。
platform_device_alloc，以name和id為引數，動態分配一個struct platform_device變數。
platform_device_add_resources，向platform device中增加資源描述。
platform_device_add_data，向platform device中新增自定義的資料（儲存在pdev->dev.platform_data指標中）。
platform_device_add、platform_device_del、platform_device_put，其它操作介面。
Platform Driver提供的API
platform_driver_registe、platform_driver_unregister，platform driver的註冊、登出介面。
platform_driver_probe，主動執行probe動作。
platform_set_drvdata、platform_get_drvdata，設定或者獲取driver儲存在device變數中的私有資料。
懶人API
extern struct platform_device *platform_create_bundle(
struct platform_driver *driver, int (*probe)(struct platform_device *),
struct resource *res, unsigned int n_res,
const void *data, size_t size);簡單一例：
開發板：Mini2440
核心版本：2.6.32.2
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/platform_device.h>
// 裝置資源
static struct resource led_resource[] = { //jz2440的引數，驅動未測試
[0] = {
.start = 0x56000010,
.end = 0x56000010 + 8 - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = 5,
.end = 5,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
},
};
static void led_release(struct device *dev){
}
// 建立一個裝置
static struct platform_device led_dev = {
.name = "myled", //裝置名字 與 驅動相匹配
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(led_resource),
.resource = led_resource,
.dev = {
.release = led_release,
//.devt = MKDEV(252, 1),
},
};
static int led_dev_init(void){
//向bus註冊led_dev match drv連結串列進行配對
platform_device_register(&led_dev);
return 0;
}
static void led_dev_exit(void){
platform_device_unregister(&led_dev);
}
module_init(led_dev_init);
module_exit(led_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/io.h>
static int major;
static struct class *cls;
static struct device *dev;
static volatile unsigned long *gpio_con;
static volatile unsigned long *gpio_dat;
static int pin;
static int led_open(struct inode *inode, struct file *file){
*gpio_con &= ~(0x03 << (pin*2));
*gpio_con |= (0x01 << (pin*2));
return 0;
}
static ssize_t led_write(struct file *file, const char __user *buf,
size_t count, loff_t *ppos){
int val;
copy_from_user(&val, buf, count);
if(val == 1){
*gpio_dat &= ~(1<<pin);
}else{
*gpio_dat &= (1<<pin);
}
return 0;
}
static struct file_operations led_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.write = led_write,
};
static int led_probe(struct platform_device *pdev){
struct resource *res;
// 最後一個引數 0 表示第1個該型別的資源
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
gpio_con = ioremap(res->start, res->end - res->start + 1);
gpio_dat = gpio_con + 1;
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);
pin = res->start;
printk("led_probe, found led\n");
// 註冊裝置驅動 建立裝置節點
major = register_chrdev(0, "myled", &led_fops);
// 建立類
cls = class_create(THIS_MODULE, "myled");
// 建立裝置節點
dev = device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "led");
return 0;
}
static int led_remove(struct platform_device *pdev){
printk("led_remove, remove led\n");
// 刪除裝置節點
device_unregister(dev);
// 銷燬類
class_destroy(cls);
// 取消註冊裝置驅動
unregister_chrdev(major, "myled");
// 取消記憶體對映
iounmap(gpio_con);
return 0;
}
struct platform_driver led_drv = {
.probe = led_probe, //匹配到dev之後呼叫probe
.remove = led_remove,
.driver = {
.name = "myled",
},
};
static int led_drv_init(void){
platform_driver_register(&led_drv);
return 0;
}
static void led_drv_exit(void){
platform_driver_unregister(&led_drv);
}
module_init(led_drv_init);
module_exit(led_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");