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ldd3学习之十一(3)：Linux设备模型---platform总线分析

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2012-09-29 12:36:46

原文地址：ldd3学习之十一(3)：Linux设备模型---platform总线分析 作者：leon_yu

platform机制由两部分组成，platform_device和platform_driver。

Platform驱动与传统的设备驱动模型（即通过driver_register函数进行注册）相比，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，在驱动程序使用这些资源时使用统一的接口(即通过platform device提供的标准接口)，这样提高了程序可移植性。

platform 是一个虚拟的地址总线，相比 PCI、USB、I2C，它主要用于描述 SOC 上的片上资源。比如 S3C2410 上集成的控制器（ LCD、Watchdog、RTC等），platform 所描述的资源有一个共同点：在 CPU 的总线上直接取址。

用platform机制开发底层设备驱动流程图。

1.平台设备

(1)描述

  1. struct platform_device {
  2.     const char    * name;//设备名字
  3.     int        id;       //设备编号
  4.     struct device    dev;
  5.     u32        num_resources;
  6.     struct resource    * resource;//设备资源

  8.     struct platform_device_id    *id_entry;

  10.     /* arch specific additions */
  11.     struct pdev_archdata    archdata;
  12. };

(2)分配

  1. struct platform_device *platform_device_alloc(const char *name, unsigned int id)
  2. name:设备名
  3. id：一般为-1

(3)注册

  1. int platform_device_add(struct platform_device *pdev)
  2. {
  3. //增加的platform设备，都以platform_bus(platform设备)为父节点
  4. if (!pdev->dev.parent) pdev->dev.parent = &platform_bus;

  6. //platform类型设备都挂接在platform总线上 /sys/bus/platform/
  7. pdev->dev.bus = &platform_bus_type;
  8. .
  9. .
  10. .
  11. }

(4)资源描述

  1. /*
  2.  * Resources are tree-like, allowing
  3.  * nesting etc..
  4.  */
  5. struct resource {
  6.     resource_size_t start;//资源的起始物理地址
  7.     resource_size_t end;  //资源的结束物理地址
  8.     const char *name;     //资源名称
  9.     unsigned long flags;  //资源类型，MEM,IO,IRQ
  10.     struct resource *parent, *sibling, *child; //资源链表指针
  11. };

比如linux-2.6.32内核自带的s3c2410-wdt设备加载过程如下

  1. /* Watchdog */
  2. #define S3C24XX_VA_WATCHDOG S3C_VA_WATCHDOG
  3. #define S3C2410_PA_WATCHDOG (0x53000000)
  4. #define S3C24XX_SZ_WATCHDOG SZ_1M

  6. #define S3C24XX_PA_WATCHDOG S3C2410_PA_WATCHDOG

  8. static struct resource s3c_wdt_resource[] = {
  9.     [0] = {//硬件寄存器资源
  10.         .start = S3C24XX_PA_WATCHDOG, //0x53000000
  11.         .end = S3C24XX_PA_WATCHDOG + S3C24XX_SZ_WATCHDOG - 1,
  12.         .flags = IORESOURCE_MEM,
  13.     },
  14.     [1] = {//中断资源
  15.         .start = IRQ_WDT,
  16.         .end = IRQ_WDT,
  17.         .flags = IORESOURCE_IRQ,
  18.     }

  20. };

  22. struct platform_device s3c_device_wdt = {
  23.     .name         = "s3c2410-wdt",//name要与platform_driver中的name一致
  24.     .id         = -1,
  25.     .num_resources     = ARRAY_SIZE(s3c_wdt_resource),
  26.     .resource     = s3c_wdt_resource,
  27. };
  28. static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
  29. &s3c_device_usb,
  30. &s3c_device_lcd,
  31. &s3c_device_wdt,//platform_device指针
  32. &s3c_device_i2c0,
  33. &s3c_device_iis,
  34. };
  35. static void __init smdk2440_machine_init(void)
  36. {
  37. s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);
  38. s3c_i2c0_set_platdata(NULL);
//添加所有platform设备
  1. platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));
  2. smdk_machine_init();
  3. }

  5. MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")
  6. /* Maintainer: Ben Dooks */
  7. .phys_io = S3C2410_PA_UART,
  8. .io_pg_offst = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,
  9. .boot_params = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,

  11. .init_irq = s3c24xx_init_irq,
  12. .map_io = smdk2440_map_io,
  13. .init_machine = smdk2440_machine_init,
  14. .timer = &s3c24xx_timer,
  15. MACHINE_END

(5)获取资源方法

  1. /**
  2.  * platform_get_resource - get a resource for a device
  3.  * @dev: platform device
  4.  * @type: resource type
  5.  * @num: resource index
  6.  */
  7. struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
  8.                  unsigned int type, unsigned int num)
  9. dev:资源所属设备
  10. type:获取资源类型
  11. num:获取的资源index
  12. 比如：
  13. platform_get_resource（pdev,IORESOURCE_IRQ,0）//获取中断号
  14. platform_get_resource（pdev,IORESOURCE_MEM,0）//获取第0个资源

2.平台驱动

(1)描述

  1. struct platform_driver {
  2.     int (*probe)(struct platform_device *);
  3.     int (*remove)(struct platform_device *);
  4.     void (*shutdown)(struct platform_device *);
  5.     int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
  6.     int (*resume)(struct platform_device *);
  7.     struct device_driver driver;
  8.     struct platform_device_id *id_table;
  9. };

(2)注册

  1. /**
  2.  * platform_driver_register
  3.  * @drv: platform driver structure
  4.  */
  5. int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)

在2.6.32内核s3c2410_wdt.c中实例注册过程

  2. static struct platform_driver s3c2410wdt_driver = {
  3.     .probe        = s3c2410wdt_probe,
  4.     .remove        = __devexit_p(s3c2410wdt_remove),
  5.     .shutdown    = s3c2410wdt_shutdown,
  6.     .suspend    = s3c2410wdt_suspend,
  7.     .resume        = s3c2410wdt_resume,
  8.     .driver        = {
  9.         .owner    = THIS_MODULE,
  10.         .name    = "s3c2410-wdt",//名字与platform_device中的name一致
  11.     },
  12. };
  13. static int __init watchdog_init(void)
  14. {
  15.     printk(banner);
  16.     return platform_driver_register(&s3c2410wdt_driver);
  17. }

  19. static void __exit watchdog_exit(void)
  20. {
  21.     platform_driver_unregister(&s3c2410wdt_driver);
  22. }
  23. module_init(watchdog_init);
  24. module_exit(watchdog_exit);

(3)probe函数

执行时机：当所加载驱动与相应设备匹配成功

功能：获得设备资源，完成一个设备驱动所有的操作接口

(4)remove函数

执行：设备或驱动移除时

功能：释放probe申请的一切资源

比如s3c2410_wdt.c

  1. /* device interface */

  3. static int __devinit s3c2410wdt_probe(struct platform_device *pdev)
  4. {
  5.     struct resource *res;
  6.     struct device *dev;
  7.     unsigned int wtcon;
  8.     int started = 0;
  9.     int ret;
  10.     int size;

  12.     DBG("%s: probe=%p\n", __func__, pdev);

  14.     dev = &pdev->dev;
  15.     wdt_dev = &pdev->dev;

  17.     /* get the memory region for the watchdog timer */

  19.     res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);//获得资源，物理地址
  20.     if (res == NULL) {
  21.         dev_err(dev, "no memory resource specified\n");
  22.         return -ENOENT;
  23.     }

  25.     size = (res->end - res->start) + 1;
  26.     wdt_mem = request_mem_region(res->start, size, pdev->name);
  27.     if (wdt_mem == NULL) {
  28.         dev_err(dev, "failed to get memory region\n");
  29.         ret = -ENOENT;
  30.         goto err_req;
  31.     }

  33.     wdt_base = ioremap(res->start, size);
  34.     if (wdt_base == NULL) {
  35.         dev_err(dev, "failed to ioremap() region\n");
  36.         ret = -EINVAL;
  37.         goto err_req;
  38.     }

  40.     DBG("probe: mapped wdt_base=%p\n", wdt_base);

  42.     wdt_irq = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);//获得中断号
  43.     if (wdt_irq == NULL) {
  44.         dev_err(dev, "no irq resource specified\n");
  45.         ret = -ENOENT;
  46.         goto err_map;
  47.     }

  49.     ret = request_irq(wdt_irq->start, s3c2410wdt_irq, 0, pdev->name, pdev);//注册中断
  50.     if (ret != 0) {
  51.         dev_err(dev, "failed to install irq (%d)\n", ret);
  52.         goto err_map;
  53.     }

  55.     wdt_clock = clk_get(&pdev->dev, "watchdog");
  56.     if (IS_ERR(wdt_clock)) {
  57.         dev_err(dev, "failed to find watchdog clock source\n");
  58.         ret = PTR_ERR(wdt_clock);
  59.         goto err_irq;
  60.     }

  62.     clk_enable(wdt_clock);

  64.     /* see if we can actually set the requested timer margin, and if
  65.      * not, try the default value */

  67.     if (s3c2410wdt_set_heartbeat(tmr_margin)) {
  68.         started = s3c2410wdt_set_heartbeat(
  69.                     CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME);

  71.         if (started == 0)
  72.             dev_info(dev,
  73.              "tmr_margin value out of range, default %d used\n",
  74.              CONFIG_S3C2410_WATCHDOG_DEFAULT_TIME);
  75.         else
  76.             dev_info(dev, "default timer value is out of range, "
  77.                             "cannot start\n");
  78.     }

  80.     ret = misc_register(&s3c2410wdt_miscdev);
  81.     if (ret) {
  82.         dev_err(dev, "cannot register miscdev on minor=%d (%d)\n",
  83.             WATCHDOG_MINOR, ret);
  84.         goto err_clk;
  85.     }

  87.     if (tmr_atboot && started == 0) {
  88.         dev_info(dev, "starting watchdog timer\n");
  89.         s3c2410wdt_start();
  90.     } else if (!tmr_atboot) {
  91.         /* if we're not enabling the watchdog, then ensure it is
  92.          * disabled if it has been left running from the bootloader
  93.          * or other source */

  95.         s3c2410wdt_stop();
  96.     }

  98.     /* print out a statement of readiness */

  100.     wtcon = readl(wdt_base + S3C2410_WTCON);

  102.     dev_info(dev, "watchdog %sactive, reset %sabled, irq %sabled\n",
  103.          (wtcon & S3C2410_WTCON_ENABLE) ? "" : "in",
  104.          (wtcon & S3C2410_WTCON_RSTEN) ? "" : "dis",
  105.          (wtcon & S3C2410_WTCON_INTEN) ? "" : "en");

  107.     return 0;

  109.  err_clk:
  110.     clk_disable(wdt_clock);
  111.     clk_put(wdt_clock);

  113.  err_irq:
  114.     free_irq(wdt_irq->start, pdev);

  116.  err_map:
  117.     iounmap(wdt_base);

  119.  err_req:
  120.     release_resource(wdt_mem);
  121.     kfree(wdt_mem);

  123.     return ret;
  124. }

3.平台总线

(1)描述

  1. struct bus_type platform_bus_type = {
  2.     .name        = "platform",
  3.     .dev_attrs    = platform_dev_attrs,
  4.     .match        = platform_match,
  5.     .uevent        = platform_uevent,
  6.     .pm        = &platform_dev_pm_ops,
  7. };

(2)match方法:当platform总线上有设备或驱动变化时执行一次或多次

  1. static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
  2. {
  3.     struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
  4.     struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);

  6.     /* match against the id table first */
  7.     if (pdrv->id_table)
  8.         return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;

  10.     /* fall-back to driver name match */
  11.     return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0); //比较name成员
  12. }

4.小结：

(1)当platform总线上有设备或驱动加入时，platform总线的match方法被调用一次或多次，遍历所有设备，一旦name成员与driver匹配成功，调用driver的probe方法，移除时调用remove方法。

(2)platform总线只是提供了一个管理硬件资源与设备的机制，驱动接口真正的实现在probe()函数内完成。

一个简单的platform机制测试代码： platform.rar   

实验结果：



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