分类： LINUX
2015-03-09 14:33:38
原文地址：LINUX设备驱动之platform总线 作者：eric_fang
Eric Fang 2010-01-19
--------------------------------------------------------------
本站分析linux内核源码，版本号为2.6.32.3
转载请注明出处：http://ericfang.cublog.cn/
--------------------------------------------------------------
阅读本文之前，如果你对设备驱动模型还不了解，请先阅读本站设备驱动模型相关文章。
Platform总线是kernel中的一种虚拟总线，2.6版本很多驱动都用它来实现。
一．Platform初始化
系统启动时初始化时创建了platform_bus设备和platform_bus_type总线：
内核初始化函数kernel_init()中调用了do_basic_setup() ，该函数中调用driver_init()，该函数中调用platform_bus_init()，我们看看platform_bus_init()函数：
int __init platform_bus_init(void)
{
int error;
early_platform_cleanup();
error = device_register(&platform_bus);
if (error)
return error;
error = bus_register(&platform_bus_type);
if (error)
device_unregister(&platform_bus);
return error;
}
device_register(&platform_bus)中的platform_bus如下：
struct device platform_bus = {
.init_name = "platform",
};
改函数把设备名为platform 的设备platform_bus注册到系统中，其他的platform的设备都会以它为parent。它在sysfs中目录下.即 /sys/devices/platform。
接着bus_register(&platform_bus_type)注册了platform_bus_type总线，看一下改总线的定义：
struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_attrs = platform_dev_attrs,
.match = platform_match,
.uevent = platform_uevent,
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};
默认platform_bus_type中没有定义probe函数。
我们分析一下其中platform_match和platform_uevent函数。在分析设备驱动模型是已经知道总线类型match函数是在设备匹配驱动时调用，uevent函数在产生事件时调用。
platform_match（）代码如下：
static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
/* match against the id table first */
if (pdrv->id_table)
return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
/* fall-back to driver name match */
return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
}
static const struct platform_device_id *platform_match_id(
struct platform_device_id *id,
struct platform_device *pdev)
{
while (id->name[0]) {
if (strcmp(pdev->name, id->name) == 0) {
pdev->id_entry = id;
return id;
}
id++;
}
return NULL;
}
不难看出，如果pdrv的id_table数组中包含了pdev->name，或者drv->name和pdev->name名字相同，都会认为是匹配成功。id_table数组是为了应对那些对应设备和驱动的drv->name和pdev->name名字不同的情况。
再看看platform_uevent（）函数：
static int platform_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)
{
struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
add_uevent_var(env, "MODALIAS=%s%s", PLATFORM_MODULE_PREFIX,
(pdev->id_entry) ? pdev->id_entry->name : pdev->name);
return 0;
}
添加了MODALIAS环境变量，我们回顾一下：platform_bus. parent->kobj->kset->uevent_ops为device_uevent_ops，bus_uevent_ops的定义如下：
static struct kset_uevent_ops device_uevent_ops = {
.filter = dev_uevent_filter,
.name = dev_uevent_name,
.uevent = dev_uevent,
};
当调用device_add()时会调用kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD)产生一个事件，这个函数中会调用相应的kset_uevent_ops的uevent函数，这里即为dev_uevent()，我们看一下这个函数的代码片段：
static int dev_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,
struct kobj_uevent_env *env)
{
.
.
.
/* have the bus specific function add its stuff */
if (dev->bus && dev->bus->uevent) {
retval = dev->bus->uevent(dev, env);
if (retval)
pr_debug("device: '%s': %s: bus uevent() returned %d\n",
dev_name(dev), __func__, retval);
}
.
.
.
}
从这里看到如果bus->uevent()函数存在则会调用它。
到这里我们清楚了platform_uevent会在哪里调用了。
二．Platform设备的注册
我们在设备模型的分析中知道了把设备添加到系统要调用device_initialize()和platform_device_add(pdev)函数。
对于platform设备的初始化，内核源码也提供了platform_device_alloc()函数。
对于platform设备的初注册，内核源码提供了platform_device_add()函数，它是进行一系列的操作后调用device_add()将设备注册到相应的总线上，内核代码中platform设备的其他注册函数都是基于这个函数，如platform_device_register()、platform_device_register_simple()、platform_device_register_data()等。
我们对这些函数逐个分析，首先看看初始化函数platform_device_alloc()：
struct platform_device * platform_device_alloc(const char *name, int id)
{
struct platform_object *pa;
pa = kzalloc(sizeof(struct platform_object) + strlen(name), GFP_KERNEL);
if (pa) {
strcpy(pa->name, name);
pa->pdev.name = pa->name;
pa->pdev.id = id;
device_initialize(&pa->pdev.dev);
pa->pdev.dev.release = platform_device_release;
}
return pa ? &pa->pdev : NULL;
}
该函数首先为platform设备分配内存空间，这里的struct platform_object结构是struct platform _device结构的封装，其定义如下：
struct platform_object {
struct platform_device pdev;
char name[1];
};
其中第二个字段name的地址用于存放第一个字段pdev的name指针上的内容，函数中的代码说明了这点：
strcpy(pa->name, name);
pa->pdev.name = pa->name;
接着用输入参数id初始化platform_device的id字段，这个id是在设置代表它的kobject时会用到的，我们将在后面分析到，如果不用它，则设为-1。
接着调用device_initialize()初始化platform_device内嵌的device，并设置其release函数指针。
platform_device_alloc()函数分析完了。
接着我们看看platform_device_add()函数：
int platform_device_add(struct platform_device *pdev)
{
int i, ret = 0;
if (!pdev)
return -EINVAL;
if (!pdev->dev.parent)
pdev->dev.parent = & platform_bus;
pdev->dev.bus = &platform_bus_type;
设置父节点和总线，这里的platform_bus和platform_bus_type在上面的初始化部分已经分析。
if (pdev->id != -1)
dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name, pdev->id);
else
dev_set_name(&pdev->dev, "%s", pdev->name);
设置pdev->dev内嵌的kobj的name字段，它是pdev->name指向的内容加上id，如果id为-1则忽略它，关于dev_set_name()函数已经在分析设备驱动模型时分析过，这里不再累赘。
for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {
struct resource *p, *r = &pdev->resource[i];
if (r->name == NULL)
r->name = dev_name(&pdev->dev);
p = r->parent;
if (!p) {
if (resource_type(r) == IORESOURCE_MEM)
p = &iomem_resource;
else if (resource_type(r) == IORESOURCE_IO)
p = &ioport_resource;
}
if (p && insert_resource(p, r)) {
printk(KERN_ERR
"%s: failed to claim resource %d\n",
dev_name(&pdev->dev), i);
ret = -EBUSY;
goto failed;
}
}
初始化资源并将资源分配给它，每个资源的它的parent不存在则根据flags域设置parent，flags为IORESOURCE_MEM，则所表示的资源为I/O映射内存，flags为IORESOURCE_IO，则所表示的资源为I/O端口。
pr_debug("Registering platform device '%s'. Parent at %s\n",
dev_name(&pdev->dev), dev_name(pdev->dev.parent));
ret = device_add(&pdev->dev);
就在这里把设备注册到总线上，如果你对device_add()函数不熟悉，请参考本站的设别模型分析部分内容。
if (ret == 0)
return ret;
failed:
while (--i >= 0) {
struct resource *r = &pdev->resource[i];
unsigned long type = resource_type(r);
if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)
release_resource(r);
}
除错撤销的内容。
return ret;
}
platform_device_add()函数分析完了，我们看下platform_device_register()函数：
int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
{
device_initialize(&pdev->dev);
return platform_device_add(pdev);
}
没错它就是初始化pdev->dev后调用platform_device_add()把它注册到platform_bus_type上。
在看看platform_device_register_simple()函数：
struct platform_device *platform_device_register_simple(const char *name,
int id,
struct resource *res,
unsigned int num)
{
struct platform_device *pdev;
int retval;
pdev = platform_device_alloc(name, id);
if (!pdev) {
retval = -ENOMEM;
goto error;
}
if (num) {
retval = platform_device_add_resources(pdev, res, num);
if (retval)
goto error;
}
retval = platform_device_add(pdev);
if (retval)
goto error;
return pdev;
error:
platform_device_put(pdev);
return ERR_PTR(retval);
}
该函数就是调用了platform_device_alloc()和platform_device_add()函数来创建的注册platform device，函数也根据res参数分配资源，看看platform_device_add_resources()函数：
int platform_device_add_resources(struct platform_device *pdev,
struct resource *res, unsigned int num)
{
struct resource *r;
r = kmalloc(sizeof(struct resource) * num, GFP_KERNEL);
if (r) {
memcpy(r, res, sizeof(struct resource) * num);
pdev->resource = r;
pdev-> num_resources = num;
}
return r ? 0 : -ENOMEM;
}
很简单，为资源分配内存空间，并拷贝参数res中的内容，链接到device并设置其num_resources。
三．Platform设备的注册
我们在设备驱动模型的分析中已经知道驱动在注册要调用driver_register()，platform driver的注册函数platform_driver_register()同样也是进行其它的一些初始化后调用driver_register()将驱动注册到platform_bus_type总线上，看一下这个函数：
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;
return driver_register(&drv->driver);
}
这里我们要先看看struct platform_driver结构：
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 (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;
struct platform_device_id *id_table;
};
上面的函数指定了内嵌的driver的bus字段为platform_bus_type，即为它将要注册到的总线。
然后设定了platform_driver内嵌的driver的probe、remove、shutdown函数。
看下相应的这三个函数：
static int platform_drv_probe(struct device *_dev)
{
struct platform_driver *drv = to_platform_driver(_dev->driver);
struct platform_device *dev = to_platform_device(_dev);
return drv->probe(dev);
}
static int platform_drv_remove(struct device *_dev)
{
struct platform_driver *drv = to_platform_driver(_dev->driver);
struct platform_device *dev = to_platform_device(_dev);
return drv->remove(dev);
}
static void platform_drv_shutdown(struct device *_dev)
{
struct platform_driver *drv = to_platform_driver(_dev->driver);
struct platform_device *dev = to_platform_device(_dev);
drv->shutdown(dev);
}
从这三个函数的代码可以看到，又找到了相应的platform_driver和platform_device，然后调用platform_driver的probe、remove、shutdown函数。这是一种高明的做法：在不针对某个驱动具体的probe、remove、shutdown指向的函数，而通过上三个过度函数来找到platform_driver，然后调用probe、remove、shutdown接口。
如果设备和驱动都注册了，就可以通过bus ->match、 bus->probe或driver->probe进行设备驱动匹配了，这部分内容将留到具体的设备中再做分析。
在2.6.32.3版本的代码中，还针对某些不需要产生hotplug事件的设备提供设备驱动的匹配函数platform_driver_probe()，调用这个函数前首先要注册设备，看一下这个函数：
int __init_or_module platform_driver_probe(struct platform_driver *drv,
int (*probe)(struct platform_device *))
{
int retval, code;
/* make sure driver won't have bind/unbind attributes */
drv->driver.suppress_bind_attrs = true;
/* temporary section violation during probe() */
drv-> probe = probe;
retval = code = platform_driver_register(drv);
/*
* Fixup that section violation, being paranoid about code scanning
* the list of drivers in order to probe new devices. Check to see
* if the probe was successful, and make sure any forced probes of
* new devices fail.
*/
spin_lock(&platform_bus_type.p->klist_drivers.k_lock);
drv->probe = NULL;
if (code == 0 && list_empty(&drv->driver.p->klist_devices.k_list))
retval = -ENODEV;
drv->driver.probe = platform_drv_probe_fail;
spin_unlock(&platform_bus_type.p->klist_drivers.k_lock);
if (code != retval)
platform_driver_unregister(drv);
return retval;
}
该函数先设置drv的probe为输入函数，然后将drv注册到总线，这个过程回去匹配设备，这时会找到调用这个函数前注册的设备，然后将其挂钩，接着设置drv->probe为NULL，设置drv->driver.probe 为 platform_drv_probe_fail，这样后面如果产生匹配事件都会是匹配失败，也即platform_drv_probe_fail（）匹配不成功，其代码如下：
static int platform_drv_probe_fail(struct device *_dev)
{
return -ENXIO;
}
正如我们分析的一样。
到此，Platform总线分析完了，后面其他模块的分析中将会有platform的例子，有了上面的基础，到时我们就可以轻松的分析了^_^!
