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Linux驱动程序中的platform总线详解

在设备驱动程序中经常会见到和platform相关的字段,分布在驱动程序的多个角落,这也是2.6内核中比较重要的一种机制,把它的原理弄懂了,对以后分析驱动程序很有帮助,下面简单介绍一下:


在linux2.6设备模型中,关心总线,设备,驱动这三个实体,总线将设备和驱动绑定,在系统每注册一个设备的时候,会寻找与之匹配的驱动。相反,在系统每注册一个驱动的时候,寻找与之匹配的设备,匹配是由总线来完成的。


一个现实的Linux 设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上,对于本身依附于PCI、USB、I2C、SPI 等的设备而言,这自然不是问题,但是在嵌入式系统里面,SoC 系统中集成的独立的外设控制器、挂接在SoC 内存空间的外设等确不依附于此类总线。基于这一背景,Linux 发明了一种虚拟的总线,称为platform 总线。


SOC系统中集成的独立外设单元(I2C,LCD,SPI,RTC等)都被当作平台设备来处理,而它们本身是字符型设备。 【LINUX公社 www.LinuxIDC.com 】


从Linux2.6内核起,引入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。


platform_device 结构体       include/linux/platform_device.h
struct platform_device
{
    const char *name;                   //设备名
    u32 id;
    struct device dev;
    u32 num_resources;                  //设备所使用的各类资源数量
    struct resource *resource;          //使用的资源
}


platform_driver 结构体       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 pm_ext_ops *pm;
    struct device_driver driver;
};


系统为platform总线定义一个bus_type的实例platform_bus_type,通过其成员函数match(),确定device和driver如何匹配。
匹配platform_device和platform_driver主要看二者的name字段是否相同。(name必须要相同才能匹配)


platform_device_register()函数注册单个的平台设备。
一般是在平台的BSP文件中定义platform_device,通过platform_add_devices()函数将平台设备注册到系统中


platform_driver 的注册与注销:
    platform_driver_register()
    platform_driver_unregister()

 
以s3c2440 LCD驱动为例:
在BSP文件中:
struct platform_device s3c_device_lcd = {
    .name    = “s3c2410-lcd”,
    .id        = -1,
    .num_resources   = ARRAY_SIZE(s3c_lcd_resource),
    .resource   = s3c_lcd_resource,
    .dev              = {
            .dma_mask  = &s3c_device_lcd_dmamask,
     .coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
    }
};

为了完成LCD设备的注册,将其放进/arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中定义的smdk2440_devices数组中:
static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
    ……..
    ……..
    &s3c_device_lcd,
};

platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));注册

在相应的driver文件中:(/drivers/video/s3c2410fb.c)
static struct platform_driver s3c2410fb_driver = {
    .probe  = s3c2410fb_probe,                 //驱动探测
    .remove  = __devexit_p(s3c2410fb_remove),   //驱动移除
    .suspend = s3c2410fb_suspend,
    .resume  = s3c2410fb_resume,
    .driver  = {
          .name = “s3c2410-lcd”,    //和platform_device中的name相同
     .owner = THIS_MODULE,
     },
};


static int __devinit s3c2410_fb_init(void)
{
     return platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
}


static void __exit s3c2410fb_cleanup(void)
{
     platform_driver_unregister(&s3c2410fb_driver);
}


注册成功后会在下面两个目录下看到设备节点:
/sys/bus/platform/devices/
/sys/devices/platform/


平台设备资源和数据:
resource结构体:
struct resource
{
     resource_size_t start;
     resource_size_t end;
     const char *name;
     unsigned long flags;
     struct resource *parent, *sibling, *child;
};
我们通常关心start、end 和flags 这3 个字段,分别标明资源的开始值、结束值和类型,flags
可以为IORESOURCE_IO、IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_IRQ、IORESOURCE_DMA 等。


如LCD资源:
static struct resource s3c_lcd_resource[] = {
     [0] = {
          .start = S3C24XX_PA_LCD,         //LCD的IO资源起始地始(LCD控制器寄存器地址)
          .end   = S3C24XX_PA_LCD + S3C24XX_SZ_LCD – 1,     //结束地址
          .flags = IORESOURCE_MEM,
     },
     [1] = {
          .start = IRQ_LCD,                //LCD中断号
          .end   = IRQ_LCD,
          .flags = IORESOURCE_IRQ,
     }
};


在driver中用platform_get_resource()或platform_get_irq()等函数获取设备资源
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *, unsigned int, unsigned int);
int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);
获取到的内存或IO资源,需要ioremap后才能使用
获取到的IRQ资源,需要request_irq


设备除了可以在BSP 中定义资源以外,还可以附加一些数据信息,因为对设备的硬件描述除了中断、内存、DMA 通道以外,可能还会有一些配置信息,而这些配置信息也依赖于板,不适宜直接放置在设


备驱动本身,因此,platform 也提供了platform_data 的支持。
platform_data可以自定义,比如DM9000驱动,用platform_data描述它的一些属性:


static struct dm9000_plat_data s3c_dm9000_platdata = {
    .flags   = DM9000_PLATF_16BITONLY,
};


static struct platform_device s3c_device_dm9000 = {
    .name    = “dm9000”,
    .id      = 0,
    .num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_dm9000_resource),
    .resource = s3c_dm9000_resource,
    .dev     = {
        .platform_data = &s3c_dm9000_platdata,
     }
};


在相应的驱动中使用:
struct dm9000_plat_data *pdata = pdev->dev.platform_data;
可获取platform_data


找一个和平台相关的驱动程序,从BSP文件开始分析它的结构,一直分析到它的最底层的硬件操作,这样很快就能熟悉platform的工作原理。

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