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Linux下的platform機制

作者：楊(yang)老師,華清遠見教育(yu)科技(ji)集團講師。

從Linux2.6起，內核引入了一套新的驅(qu)動管理(li)和注冊機制(zhi)：Platform_device和Platform_driver。現在Linux中大部分的設(she)備驅(qu)動都可以使用(yong)(yong)這套機制(zhi)，總線為platform_bus，設(she)備用(yong)(yong)platform_device表示，驅(qu)動用(yong)(yong)platform_driver進(jin)行(xing)注冊。

Linux的(de)(de)這(zhe)種platform driver機(ji)制(zhi)和傳統的(de)(de)device_driver機(ji)制(zhi)相比，一(yi)個十分明顯的(de)(de)優勢在(zai)于platform機(ji)制(zhi)將本身(shen)的(de)(de)資(zi)(zi)源(yuan)注冊進內(nei)(nei)核，由內(nei)(nei)核統一(yi)管(guan)理(li)，在(zai)驅動程序中使用這(zhe)些資(zi)(zi)源(yuan)時(shi)通過platform_device提供的(de)(de)標準接口進行申請(qing)并使用。這(zhe)樣提高了驅動和資(zi)(zi)源(yuan)管(guan)理(li)的(de)(de)獨立性，并且擁有(you)較好的(de)(de)可移植性和安(an)全(quan)性。下(xia)面是SPI驅動層(ceng)次示意圖，Linux中的(de)(de)SPI總線(xian)可理(li)解為SPI控制(zhi)器引出的(de)(de)總線(xian)：

 

 

和傳統的驅動一(yi)樣(yang)，platform機(ji)制也分為三個(ge)步(bu)驟：

1、總線(xian)注冊階(jie)段：

內核啟動(dong)初(chu)始化時的(de)main.c文件(jian)中的(de)start_kernel() →rest_init() →kernel_init()→do_basic_setup()→driver_init()→platform_bus_init()→ bus_register(&platform_bus_type)，注冊了一條(tiao)platform總線(虛擬總線，platform_bus)。

2、添加設備階段(duan)：

int platform_device_register(struct platform_device *pdev); //注冊一個設備

int platform_add_devices(struct platform_device **pdevs, int ndev); //注冊(ce)多個設備

設備注冊的時候(hou)Platform_device_register()/platform_device_add()→(pdev→dev.bus = &platform_bus_type)→device_add()，就這樣把設備給(gei)掛到虛擬的總線上。

由分析可(ke)以(yi)(yi)知道: 使(shi)用(yong)逆向的分析可(ke)以(yi)(yi)知道:Platform_device_register() 這個函數在(zai)arch/arm/mach-s5pv210/mach-smdkv210.c 文件(jian)中使(shi)用(yong)了,

文件位置346行(xing): platform_add_devices(smdkv210_devices, ARRAY_SIZE(smdkv210_devices));

然后在349行處 定(ding)義了一個宏(hong) :MACHINE_START(SMDKV210, "SMDKV210") ,跟蹤這個宏(hong)可以知道這個宏(hong)的詳細定(ding)義,

#define MACHINE_START(_type,_name) \

 static const struct machine_desc __mach_desc_##_type \

__used \

__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = { \

.nr = MACH_TYPE_##_type, \

.name = _name,

#define MACHINE_END \

};

可(ke)以(yi)知道(dao)段代碼被定義在了(le).arch.info.init段 由系統的連接腳(jiao)本指定,具(ju)體可(ke)以(yi)查(cha)看 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 腳(jiao)本可(ke)以(yi)知道(dao)

3、驅動注(zhu)冊階段：

Platform_driver_register()→driver_register()→bus_add_driver()→driver_attach()→bus_for_each_dev(), 對在(zai)每個掛在(zai)虛(xu)擬的(de)platform bus的(de)設備(bei)(bei)作(zuo)__driver_attach()→driver_probe_device(),判斷(duan)drv→bus→match()是否執行成功(gong)，此時通過指針執行platform_match→strncmp(pdev→name , drv→name , BUS_ID_SIZE),如果(guo)相符就調用really_probe(實際就是執行相應設備(bei)(bei)的(de)platform_driver→probe(platform_device)。)開(kai)始真(zhen)正的(de)探測，如果(guo)probe成功(gong)，則綁(bang)定設備(bei)(bei)到(dao)該驅動。

從上面可以(yi)看出，platform機制后(hou)還是調用了bus_register() ,

device_add() , driver_register()這三(san)個關鍵的函數(shu)。

下面看幾個結構體

struct platform_device (/include/linux/Platform_device.h)

{

constchar * name;

int id;

struct device dev;

u32 num_resources;

struct resource * resource;

};

Platform_device結構(gou)體(ti)描述(shu)了一個(ge)platform結構(gou)的(de)設備，在其中包含了一般設備的(de)結構(gou)體(ti)struct device dev;設備的(de)資源結構(gou)體(ti)struct resource * resource;還(huan)有設備的(de)名(ming)字const char * name。(注意，這(zhe)個(ge)名(ming)字一定(ding)要和后面platform_driver.driver àname相(xiang)同，原因會在后面說(shuo)明。)

該結(jie)構體中重要(yao)的(de)就是resource結(jie)構，這也是之(zhi)所以引入platform機制的(de)原(yuan)因(yin)。

struct resource ( /include/linux/ioport.h)

{

resource_size_t start;

resource_size_t end;

constchar *name;

unsigned long flags;

struct resource *parent, *sibling, *child;

};

其中(zhong) flags位表示該資源的類型，start和end分別表示該資源的起始地址(zhi)和結束地址(zhi)(/include/linux/Platform_device.h)：

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;

};

Platform_driver結(jie)構(gou)體描述了(le)一(yi)個platform結(jie)構(gou)的驅(qu)動。其中除了(le)一(yi)些(xie)函數指針外(wai)，還有一(yi)個一(yi)般(ban)驅(qu)動的device_driver結(jie)構(gou)。

名字(zi)要一致(zhi)的原因：

上面說的(de)(de)驅動在(zai)注冊的(de)(de)時候會調用函數(shu)bus_for_each_dev(), 對在(zai)每個掛在(zai)虛擬的(de)(de)platform bus的(de)(de)設備作(zuo)__driver_attach()→driver_probe_device(),在(zai)此(ci)函數(shu)中會對dev和drv做初步的(de)(de)匹(pi)配，調用的(de)(de)是drv-

staticint platform_match(struct device * dev, struct device_driver * drv)

{

struct platform_device *pdev = container_of(dev, struct platform_device, dev);

return (strncmp(pdev-

}

是(shi)比較dev和(he)drv的name，相同(tong)則會(hui)進(jin)入(ru)really_probe()函(han)(han)數，從而進(jin)入(ru)自己(ji)寫的probe函(han)(han)數做進(jin)一步的匹配。所以dev→name和(he)driver→drv→name在初始化時一定要填一樣(yang)的。

不同類(lei)型的(de)驅動(dong)，其match函數是(shi)不一樣的(de)，這個platform的(de)驅動(dong)，比較的(de)是(shi)dev和drv的(de)名(ming)字(zi)，還記得usb類(lei)驅動(dong)里的(de)match嗎?它比較的(de)是(shi)Product ID和Vendor ID。

個(ge)人總結Platform機制的好處(chu)：

1、提供platform_bus_type類(lei)型的(de)總(zong)線(xian)(xian)，把那些(xie)不是總(zong)線(xian)(xian)型的(de)soc設備都添加(jia)到這(zhe)條虛擬(ni)總(zong)線(xian)(xian)上。使得(de)，總(zong)線(xian)(xian)——設備——驅動的(de)模(mo)式可以得(de)到普及。

2、提供platform_device和(he)(he)platform_driver類型的數(shu)據(ju)結(jie)構(gou)，將傳統的device和(he)(he)driver數(shu)據(ju)結(jie)構(gou)嵌入(ru)其中，并且加入(ru)resource成員，以便于和(he)(he)Open Firmware這種動態傳遞設(she)備資源的新(xin)型bootloader和(he)(he)kernel 接軌。