分类： LINUX
2014-08-21 00:17:14
原文地址：Linux2.6内核platform机制分析A 作者：BenRuan
从Linux 2.6起引入了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。
Linux platform driver机制和传统的device driver 机制(通过driver_register函数进行注册)相比，一个十分明显的优势在于platform机制将设备本身的资源注册进内核，由内核统一管 理，在驱动程序中使用这些资源时通过platform device提供的标准接口进行申请并使用。这样提高了驱动和资源管理的独立性，并且拥有较好的可移植性和安全性(这些标准接口是安全的)。同时，使用这 种方式，可以轻松的实现device和driver的匹配，即热插拔，因为平台驱动提供了probe 方法，用来探测匹配设备。
platform机制的本身使用并不复杂，由两部分组成：platform_device和platfrom_driver。通过platform机制开发底层设备驱动的大致流程如图1所示。
struct platform_device {
const char * name; //定义平台设备的名称
int id;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource * resource; //定义平台设备的资源
struct platform_device_id *id_entry;
};
下面来看一下platform_device结构体中最重要的一个成员struct resource * resource，主要用于定义具体设备占用的硬件资源（如：地址空间、中断号等）。struct resource被定义在include/linux/ioport.h中，定义原型如下：
struct resource {
resource_size_t start; //定义资源的起始地址
resource_size_t end; //资源的结束地址
const char *name; //资源的名称
unsigned long flags; //资源的类型，如MEM,IO,IRQ,DMA等
struct resource *parent, *sibling, *child; //资源链表指针
};
只要了解了一个设备resource中的以上5项参数中的前4个，linux就能够知晓这个挂接在CPU总线上的设备的基本使用情况，也就是 [start, end]这段物理地址是空闲着呢还是被什么设备占用了。Linux会避免一个已经被另一个设备实体使用的总线物理地址空间再分配给另一个也需要这段空间的 全部或部分地址的设备，进而造成唯一物理地址的设备实体二义性。
结构体中的前4个参数仅仅用来描述一个设备自身，或者是设备实体可以用来自治的单元，而linux需要管理4G (32位)物理空间，所以挂接到总线上的形形色色的个中设备实体链接到一起，因此resource结构体提供了另外3个成员，指针parent、 sibling和child，分别意指父亲、兄弟和子资源的指针，它们的设置是为了以一种树的形式来管理各种I/O资源。
flag成员是有一个unsigned long类型的32位标志值，用来描述资源的属性，例如，资源的类型、是否只读、是否可缓存以及是否被占用等。常用的属性标志位定义在include/linux/ioport.h中。
通过调用函数platform_add_devices()向系统中添加该设备了。该函数内部调用platform_device_register( )进行设备注册。要注意的是，这里的platform_device设备的注册过程必须在相应设备驱动加载之前被调用，即执行 platform_driver_register（）之前，原因是驱动注册时需要匹配内核中所有已注册的设备名。
接下来来看platform_driver结构体的原型定义，在include/linux/platform_device.h中，代码如下：
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;
struct platform_device_id *id_table;
};
内核提供的platform_driver结构体的注册函数为platform_driver_register()，其原型定义在driver/base/platform.c文件中，具体实现代码如下：
/**
* platform_driver_register
* @drv: platform driver structure
*/
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);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_driver_register);
在of_platform_bus机制中，相应的结构of_platform_driver定义在
include/linux/of_platform_device.h文件中。
struct of_platform_driver
{
const char *name;
const struct of_device_id *match_table;
struct module *owner;
int (*probe)(struct of_device* dev,
const struct of_device_id *match);
int (*remove)(struct of_device* dev);
int (*suspend)(struct of_device* dev, pm_message_t state);
int (*resume)(struct of_device* dev);
int (*shutdown)(struct of_device* dev);
struct device_driver driver;
};
内核提供的of_platform_driver结构体的注册函数为of_register_platform_driver ()，其原型定义在include/linux/of_platform.h文件中，具体实现代码如下：
/* Platform drivers register/unregister */
static inline int of_register_platform_driver(struct of_platform_driver *drv)
{
return of_register_driver(drv, &of_platform_bus_type);
}
该函数调用了of_register_driver()函数完成驱动的注册，of_register_driver()定义在
drivers/of/platform.c。
int of_register_driver(struct of_platform_driver *drv, struct bus_type *bus)
{
/* initialize common driver fields */
if (!drv->driver.name)
drv->driver.name = drv->name;
if (!drv->driver.owner)
drv->driver.owner = drv->owner;
drv->driver.bus = bus;
/* register with core */
return driver_register(&drv->driver);
}
platform_driver_register()函数和of_register_platform_driver ()最终都调用了driver_register()函数来完成驱动的注册。
总结，通常情况下只要和内核本身运行依赖性不大的外围设备，相对独立的，拥有各自独立的资源(地址总线和IRQs)，都可以用 platform_driver实现。如：LCD，网卡、USB、UART、I2C、SPI等，都可以用platfrom_driver写，而 timer、irq等小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver机制，这一点在实际内核中也是这么做的。
