Linux內(nèi)核驅(qū)動的platform機(jī)制

從Linux 2.6起引入了一套新的驅(qū)動管理和注冊機(jī)制：platform_device和platform_driver。Linux中大部分的設(shè)備驅(qū)動，都可以使用這套機(jī)制，設(shè)備用platform_device表示，驅(qū)動用platform_driver進(jìn)行注冊。

Linux platform driver機(jī)制和傳統(tǒng)的device driver 機(jī)制(通過driver_register函數(shù)進(jìn)行注冊)相比，一個十分明顯的優(yōu)勢在于platform機(jī)制將設(shè)備本身的資源注冊進(jìn)內(nèi)核，由內(nèi)核統(tǒng)一管理，在驅(qū)動程序中使用這些資源時通過platform device提供的標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行申請并使用。這樣提高了驅(qū)動和資源管理的獨(dú)立性，并且擁有較好的可移植性和安全性(這些標(biāo)準(zhǔn)接口是安全的)。platform機(jī)制的本身使用并不復(fù)雜，由兩部分組成：platform_device和platfrom_driver。通過platform機(jī)制開發(fā)底層設(shè)備的流程是申請platform_device,注冊platform_device,注冊platform_driver

platform_device結(jié)構(gòu)體用來描述設(shè)備的名稱、資源信息等。該結(jié)構(gòu)被定義在include/linux/platform_device.h中，定義原型如下：

struct platform_device {

const char * name; //定義平臺設(shè)備的名稱

int id;

struct device dev;

u32 num_resources;

struct resource * resource; //定義平臺設(shè)備的資源。

};

下面來看一下platform_device結(jié)構(gòu)體中最重要的一個成員struct resource * resource。struct resource被定義在include/linux/ioport.h中，定義原型如下：

struct resource {

resource_size_t start; //定義資源的起始地址

resource_size_t end; //定義資源的結(jié)束地址

const char *name; //定義資源的名稱

unsigned long flags; //定義資源的類型，比如MEM，IO，IRQ，DMA類型

struct resource *parent, *sibling, *child; //資源鏈表指針

};

通過調(diào)用函數(shù)platform_add_devices()向系統(tǒng)中添加該設(shè)備了，該函數(shù)內(nèi)部調(diào)用platform_device_register( )進(jìn)行設(shè)備注冊。要注意的是，這里的platform_device設(shè)備的注冊過程必須在相應(yīng)設(shè)備驅(qū)動加載之前被調(diào)用，即執(zhí)行platform_driver_register()之前，原因是驅(qū)動注冊時需要匹配內(nèi)核中所有已注冊的設(shè)備名。

接下來來看platform_driver結(jié)構(gòu)體的原型定義，在include/linux/platform_device.h中，代碼如下：

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_t state);

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;

};

內(nèi)核提供的platform_driver結(jié)構(gòu)體的注冊函數(shù)為platform_driver_register()，其原型定義在driver/base/platform.c文件中，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

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);

}

下面舉個例子來說明一下：

在kernel/arch/arm/mach-pxa/pxa27x.c定義了

tatic struct resource pxa27x_ohci_resources[] = {

[0] = {

.start = 0x4C000000,

.end = 0x4C00ff6f,

.flags = IORESOURCE_MEM,

},

[1] = {

.start = IRQ_USBH1,

.end = IRQ_USBH1,

.flags = IORESOURCE_IRQ,

},

};

這里定義了兩組resource，它描述了一個usb host設(shè)備的資源，第1組描述了這個usb host設(shè)備所占用的

總線地址范圍，IORESOURCE_MEM表示第1組描述的是內(nèi)存類型的資源信息，第2組描述了這個usb host設(shè)備

的中斷號，IORESOURCE_IRQ表示第2組描述的是中斷資源信息。設(shè)備驅(qū)動會根據(jù)flags來獲取相應(yīng)的資源信息。

有了resource信息，就可以定義platform_device了：

static struct platform_device ohci_device = {

.name = "pxa27x-ohci",

.id = -1,

.dev = {

.dma_mask = &pxa27x_dmamask,

.coherent_dma_mask = 0xffffffff,

},

.num_resources = ARRAY_SIZE(pxa27x_ohci_resources),

.resource = pxa27x_ohci_resources,

};

有了platform_device就可以調(diào)用函數(shù)platform_add_devices向系統(tǒng)中添加該設(shè)備了，這里的實(shí)現(xiàn)是

static int __init pxa27x_init(void)

{

return platform_add_devices(devices, ARRAY_SIZE(devices));

}

這里的pxa27x_init必須在設(shè)備驅(qū)動加載之前被調(diào)用，可以把它放到

subsys_initcall(pxa27x_init);

驅(qū)動程序需要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體struct platform_driver，參考kernel/driver/usb/host/ohci-pxa27.c，

static struct platform_driver ohci_hcd_pxa27x_driver = {

.probe = ohci_hcd_pxa27x_drv_probe,

.remove = ohci_hcd_pxa27x_drv_remove,

#ifdef CONFIG_PM

.suspend = ohci_hcd_pxa27x_drv_suspend,

.resume = ohci_hcd_pxa27x_drv_resume,

#endif

.driver = {

.name = "pxa27x-ohci",

},

};

在驅(qū)動初始化函數(shù)中調(diào)用函數(shù)platform_driver_register()注冊platform_driver，需要注意的是

ohci_device結(jié)構(gòu)中name元素和ohci_hcd_pxa27x_driver結(jié)構(gòu)中driver.name必須是相同的，這樣

在platform_driver_register()注冊時會對所有已注冊的所有platform_device中的name和當(dāng)前注

冊的platform_driver的driver.name進(jìn)行比較，只有找到相同的名稱的platfomr_device才能注冊

成功，當(dāng)注冊成功時會調(diào)用platform_driver結(jié)構(gòu)元素probe函數(shù)指針，這里就是ohci_hcd_pxa27x_drv_probe。

當(dāng)進(jìn)入probe函數(shù)后，需要獲取設(shè)備的資源信息，獲取資源的函數(shù)有：

struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);

根據(jù)參數(shù)type所指定類型，例如IORESOURCE_MEM，來獲取指定的資源。

struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);

獲取資源中的中斷號。

struct resource * platform_get_resource_byname(struct platform_device *dev, unsigned int type, char *name);

根據(jù)參數(shù)name所指定的名稱，來獲取指定的資源。

int platform_get_irq_byname(struct platform_device *dev, char *name);

根據(jù)參數(shù)name所指定的名稱，來獲取資源中的中斷號。

總結(jié)，通常情況下只要和內(nèi)核本身運(yùn)行依賴性不大的外圍設(shè)備，相對獨(dú)立的，擁有各自獨(dú)自的資源(地址總線和IRQs)，都可以用platform_driver實(shí)現(xiàn)。如：LCD，網(wǎng)卡、USB、UART等，都可以用platfrom_driver寫，而timer，irq等小系統(tǒng)之內(nèi)的設(shè)備則最好不用platfrom_driver機(jī)制。