一文總結(jié)linux的platform驅(qū)動(dòng)

一、簡(jiǎn)介

相關(guān)文件；

• /include/linux/platform_device.h
• /drivers/base/platform.c

在linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)中，有許多沒(méi)有特定總線的外設(shè)驅(qū)動(dòng)，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，又需要使用到總線、驅(qū)動(dòng)和設(shè)備模型這三個(gè)概念，故而linux提供了platform這個(gè)虛擬總線，掛接在platform總線上的驅(qū)動(dòng)稱為platform驅(qū)動(dòng)，由struct platform_driver描述，掛接在platorm總線上的設(shè)備稱為platform設(shè)備，由struct platform_device描述。

在linux內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)源碼中，可以看見(jiàn)很多基于platform驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)案例實(shí)現(xiàn)。

二、platform總線

在linux內(nèi)核中，使用struct bus_type描述一個(gè)總線，為了抽象出platform這個(gè)虛擬總線，其定義如下（/drivers/base/platform.c）：

structbus_typeplatform_bus_type={
.name="platform",
.dev_groups=platform_dev_groups,
.match=platform_match,
.uevent=platform_uevent,
.pm=&platform_dev_pm_ops,
};

platform總線的注冊(cè)由platform_bus_init()完成：

int__initplatform_bus_init(void)
{
interror;

early_platform_cleanup();

error=device_register(&platform_bus);
if(error)
returnerror;
error=bus_register(&platform_bus_type);
if(error)
device_unregister(&platform_bus);
of_platform_register_reconfig_notifier();
returnerror;
}

該函數(shù)在linux內(nèi)核啟動(dòng)過(guò)程中，在driver_init()中被調(diào)用，從而向linux內(nèi)核注冊(cè)了platform總線。

三、platform設(shè)備和驅(qū)動(dòng)的匹配過(guò)程

在定義platform總線的時(shí)候就定了該總線下設(shè)備和驅(qū)動(dòng)的具體匹配過(guò)程，由platform_match()實(shí)現(xiàn)：

staticintplatform_match(structdevice*dev,structdevice_driver*drv)
{
structplatform_device*pdev=to_platform_device(dev);
structplatform_driver*pdrv=to_platform_driver(drv);

/*Whendriver_overrideisset,onlybindtothematchingdriver*/
if(pdev->driver_override)
return!strcmp(pdev->driver_override,drv->name);

/*AttemptanOFstylematchfirst*/
if(of_driver_match_device(dev,drv))
return1;

/*ThentryACPIstylematch*/
if(acpi_driver_match_device(dev,drv))
return1;

/*Thentrytomatchagainsttheidtable*/
if(pdrv->id_table)
returnplatform_match_id(pdrv->id_table,pdev)!=NULL;

/*fall-backtodrivernamematch*/
return(strcmp(pdev->name,drv->name)==0);
}

從上述代碼可知，platform設(shè)備和驅(qū)動(dòng)的匹配分為了四種方式處理：

• 1、基于設(shè)備樹(shù)的匹配方式。

struct device_driver結(jié)構(gòu)中有個(gè)名為of_match_table的成員變量，此成員變量保存著驅(qū)動(dòng)的compatible匹配表，在設(shè)備樹(shù)中的每個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的compatible屬性會(huì)和of_match_table表中的所有成員比較，查看是否存在相同的條目，如果存在則表示設(shè)備和此驅(qū)動(dòng)匹配，設(shè)備和驅(qū)動(dòng)匹配成功以后probe函數(shù)就會(huì)執(zhí)行（這個(gè)過(guò)程是由linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型中的總線去完成）。

• 2、ACPI的匹配方式。

• 3、id_table 匹配。

每個(gè)struct platform_driver有一個(gè)id_table成員變量，用于保存很多id信息，這些id信息存放著這個(gè)platform驅(qū)動(dòng)所支持的驅(qū)動(dòng)類型。

• 4、比較name字段

如果第三種匹配方式的id_table不存在，就直接比較驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的name字段是否相等，如果相等則匹配成功；反之匹配不成功。

一般設(shè)備驅(qū)動(dòng)為了兼容性都支持設(shè)備樹(shù)和無(wú)設(shè)備樹(shù)兩種匹配方式。也就是第一種匹配方式一般都會(huì)存在，第三種和第四種只要存在一種就可以，一般用的最多的還是第四種，也就是直接比較驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的name字段，因?yàn)檫@種方式最簡(jiǎn)單了。

四、platrom驅(qū)動(dòng)和platform設(shè)備

前文已經(jīng)提到：掛接在platform總線上的驅(qū)動(dòng)稱為platform驅(qū)動(dòng)，由struct platform_driver描述，掛接在platorm總線上的設(shè)備稱為platform設(shè)備，由struct platform_device描述。要想開(kāi)發(fā)基于platform設(shè)備驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)框架的驅(qū)動(dòng)程序，一定離不開(kāi)這兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。首先來(lái)看看platform驅(qū)動(dòng)的描述者struct platform_driver，該結(jié)構(gòu)定義如下（/include/linux/platform_device.h）：

structplatform_driver{
int(*probe)(structplatform_device*);
int(*remove)(structplatform_device*);
void(*shutdown)(structplatform_device*);
int(*suspend)(structplatform_device*,pm_message_tstate);
int(*resume)(structplatform_device*);
structdevice_driverdriver;
conststructplatform_device_id*id_table;
boolprevent_deferred_probe;
};

• probe：當(dāng)驅(qū)動(dòng)與設(shè)備匹配成功以后.probe函數(shù)就會(huì)執(zhí)行，這是一個(gè)非常重要的函數(shù)，一般驅(qū)動(dòng)的提供者都會(huì)設(shè)計(jì)該函數(shù)。
• remove：當(dāng)platform驅(qū)動(dòng)移除的時(shí)候，.remove指向的函數(shù)將執(zhí)行。
• shutdown、suspend和resume：與電源管理相關(guān)的函數(shù)。
• driver：為device_driver結(jié)構(gòu)體變量，相當(dāng)于C++中的基類，提供了最基礎(chǔ)的驅(qū)動(dòng)框架。plaform_driver繼承了這個(gè)基類，然后在此基礎(chǔ)上又添加了一些特有的成員變量。
• id_table：描述platform設(shè)備的id_table表，platform總線匹配驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的時(shí)候會(huì)使用。
• prevent_deferred_probe：布爾類型變量（內(nèi)部參數(shù)），用于防止驅(qū)動(dòng)程序請(qǐng)求延遲probe，以避免進(jìn)一步的徒勞的探測(cè)嘗試。

再看看platform設(shè)備的描述者struct platform_device，定義如下（/include/linux/platform_device.h）：

structplatform_device{
constchar*name;
intid;
boolid_auto;
structdevicedev;
u32num_resources;
structresource*resource;

conststructplatform_device_id*id_entry;
char*driver_override;/*Drivernametoforceamatch*/

/*MFDcellpointer*/
structmfd_cell*mfd_cell;

/*archspecificadditions*/
structpdev_archdataarchdata;
};

• name ：name表示設(shè)備名字，該參數(shù)要和所使用的platform驅(qū)動(dòng)的name字段相同，否則設(shè)備就無(wú)法匹配到對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)。
• id：設(shè)備id。
• dev：linux內(nèi)核面向?qū)ο蟮木唧w體現(xiàn)，用于描述platform_device的基類。
• num_resources：表示資源的數(shù)量。
• resource：表示資源，也就是設(shè)備的信息，比如外設(shè)寄存器等。Linux內(nèi)核使用struct resource結(jié)構(gòu)體表示資源。
• id_entry：platform設(shè)備對(duì)應(yīng)的id匹配表實(shí)例，在platform總線匹配驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的時(shí)候會(huì)使用到。

五、platform驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

platform驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的總體思路分為兩種：

• （1）使用【struct platform_device + struct platform_driver】的方式實(shí)現(xiàn)。

在這種實(shí)現(xiàn)方式中，需要實(shí)現(xiàn)描述設(shè)備信息的struct platform_device結(jié)構(gòu)，并需要使用platform_device來(lái)描述具體的設(shè)備信息，然后使用platform_device_register()函數(shù)將設(shè)備信息注冊(cè)到 Linux 內(nèi)核中；如果不再使用platform了，可以通過(guò)platform_device_unregister()函數(shù)注銷相應(yīng)的platform設(shè)備。

這種方式在不支持設(shè)備樹(shù)的linux內(nèi)核中使用！

• （2）使用【struct platform_driver + 設(shè)備樹(shù)】的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在編寫 platform 驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，首先定義一個(gè)struct platform_driver結(jié)構(gòu)體變量，然后實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體中的各個(gè)成員變量，重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)匹配方法以及probe 函數(shù)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)和設(shè)備匹配成功以后.probe函數(shù)就會(huì)執(zhí)行，具體的驅(qū)動(dòng)程序在 probe 函數(shù)里面編寫。當(dāng)定義并初始化好 platform_driver 結(jié)構(gòu)體變量以后，需要在驅(qū)動(dòng)入口函數(shù)里面調(diào)用platform_driver_register()函數(shù)向Linux內(nèi)核注冊(cè)一個(gè)platform驅(qū)動(dòng)。

注意，如果linux內(nèi)核支持設(shè)備樹(shù)，就可以不需要再使用struct platform_device來(lái)描述設(shè)備，直接使用設(shè)備樹(shù)去描述設(shè)備的信息。當(dāng)然，如果一定要用struct platform_device來(lái)描述設(shè)備信息也是可以的。基于新版的linux內(nèi)核的platform驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)，通常是通過(guò)設(shè)備樹(shù)來(lái)描述設(shè)備信息，我們只需要實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的platform驅(qū)動(dòng)即可。

六、代碼示例

本小節(jié)基于【struct platform_driver + 設(shè)備樹(shù)】給出一個(gè)基本的platform驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

首先使用設(shè)備樹(shù)描述設(shè)備的信息：

debug_device_node{
compatible="iriczhao_debug";
pinctrl-0=<&pinctrl_usdhc2_8bit>;
pinctrl-1=<&pinctrl_usdhc2_8bit_100mhz>;
pinctrl-2=<&pinctrl_usdhc2_8bit_200mhz>;
bus-width=<8>;
non-removable;
status="okay";
};

上述代碼描述了一個(gè)名為debug_device_node的設(shè)備節(jié)點(diǎn)，給出了compatible屬性值。

platform驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)：

#include
#include
#include
#include

#include

#include

#include

staticintplatform_demo_probe(structplatform_device*dev)
{printk("
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
");
printk("doplatform_demo_probe
");
printk("
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
");

return0;
}

staticintplatform_demo_remove(structplatform_device*dev)
{
printk("doplatform_demo_remove
");
return0;
}

staticconststructof_device_idplatform_demo_id[]={
{.compatible="iriczhao_debug"},
{/*Sentinel*/}
};

MODULE_DEVICE_TABLE(of,platform_demo_id);

staticstructplatform_driverplatform_demo_driver={
.probe=platform_demo_probe,
.remove=platform_demo_remove,
.driver={
.name="dd",
.of_match_table=platform_demo_id,
}
};


staticint__initplatform_demo_init(void)
{
printk("doplatform_demo_init
");

returnplatform_driver_register(&platform_demo_driver);
}

staticvoid__exitplatform_demo_exit(void)
{
printk("doplatform_demo_exit
");

platform_driver_unregister(&platform_demo_driver);
}

module_init(platform_demo_init);
module_exit(platform_demo_exit);

MODULE_AUTHOR("IRIC");
MODULE_LICENSE("GPL");

以模塊方式構(gòu)建上述代碼，運(yùn)行后結(jié)果如下：

從上述結(jié)果可知：platform驅(qū)動(dòng)和對(duì)應(yīng)的設(shè)備匹配成功，且.probe指向的函數(shù)得以執(zhí)行，當(dāng)模塊退出時(shí)，platform驅(qū)動(dòng)將被移除，這時(shí)候.remove指向的函數(shù)得以執(zhí)行。結(jié)果符合程序預(yù)期效果！