Linux Platform Device and Driver(以I2C为例)
2013-07-18 17:22
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作者 : YiLi Xie yili.xie@gmail.com
日期 : 2010-1-13
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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 )
。
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
机制开发发底层驱动的大致流程为 :
定义platform_device
à注册
platform_device à定义
platform_driver à注册
platform_driver。
首先要确认的就是设备的资源信息,例如设备的地址,中断号等。
在2.6
内核中 platform
设备用结构体platform_device
来描述,该结构体定义在kernel/include/linux/platform_device.h
中,
struct platform_device {
const char * name;
u32 id;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource * resource;
};
该结构一个重要的元素是resource
,该元素存入了最为重要的设备资源信息,定义在 kernel/include/linux/ioport.h中,
struct resource {
const char *name;
unsigned long start, end;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};
下面举s3c2410
平台的 i2c
驱动作为例子来说明:
这里定义了两组resource
,它描述了一个 I2C
设备的资源,第1 组描述了这个
I2C 设备所占用的总线地址范围,
IORESOURCE_MEM表示第 1
组描述的是内存类型的资源信息,第 2
组描述了这个 I2C 设备的中断号,IORESOURCE_IRQ
表示第 2
组描述的是中断资源信息。设备驱动会根据 flags
来获取相应的资源信息。
有了resource
信息,就可以定义 platform_device
了:
定义好了platform_device
结构体后就可以调用函数 platform_add_devices
向系统中添加该设备了,之后可以调用 platform_driver_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
, 原因是因为驱动注册时需要匹配内核中所以已注册的设备名。
s3c2410-i2c的
platform_device 是在系统启动时,在
cpu.c 里的s3c_arch_init()
函数里进行注册的,这个函数申明为arch_initcall(s3c_arch_init);
会在系统初始化阶段被调用。
arch_initcall的优先级高于
module_init 。所以会在
Platform 驱动注册之前调用。(
详细参考 include/linux/init.h)
s3c_arch_init函数如下:
同时被注册还有很多其他平台的platform_device
,详细查看 arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c
里的 smdk2410_devices
结构体。
驱动程序需要实现结构体struct platform_driver
,参考 drivers/i2c/busses
在驱动初始化函数中调用函数platform_driver_register()注册
platform_driver ,需要注意的是
s3c_device_i2c结构中
name 元素和
s3c2410_i2c_driver 结构中
driver.name 必须是相同的,这样在platform_driver_register()
注册时会对所有已注册的所有 platform_device
中的 name
和当前注册的platform_driver
的 driver.name 进行比较,只有找到相同的名称的
platfomr_device 才能注册成功,当注册成功时会调用
platform_driver 结构元素
probe 函数指针,这里就是
s3c24xx_i2c_probe,当进入
probe 函数后,需要获取设备的资源信息,常用获取资源的函数主要是:
struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);
根据参数type
所指定类型,例如 IORESOURCE_MEM
,来获取指定的资源。
struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);
获取资源中的中断号。
下面举s3c24xx_i2c_probe
函数分析 ,
看看这些接口是怎么用的。
前面已经讲了,s3c2410_i2c_driver
注册成功后会调用 s3c24xx_i2c_probe
执行,下面看代码:
小思考:
那什么情况可以使用platform driver
机制编写驱动呢?
我的理解是只要和内核本身运行依赖性不大的外围设备(
换句话说只要不在内核运行所需的一个最小系统之内的设备
), 相对独立的 ,
拥有各自独自的资源(addresses and IRQs)
,都可以用platform_driver
实现。如: lcd,usb,uart
等,都可以用 platfrom_driver
写,而 timer,irq 等最小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver
机制,实际上内核实现也是这样的。
日期 : 2010-1-13
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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 )
。
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
机制开发发底层驱动的大致流程为 :
定义platform_device
à注册
platform_device à定义
platform_driver à注册
platform_driver。
首先要确认的就是设备的资源信息,例如设备的地址,中断号等。
在2.6
内核中 platform
设备用结构体platform_device
来描述,该结构体定义在kernel/include/linux/platform_device.h
中,
struct platform_device {
const char * name;
u32 id;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource * resource;
};
该结构一个重要的元素是resource
,该元素存入了最为重要的设备资源信息,定义在 kernel/include/linux/ioport.h中,
struct resource {
const char *name;
unsigned long start, end;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};
下面举s3c2410
平台的 i2c
驱动作为例子来说明:
/* arch/arm/mach-s3c2410/devs.c */ /* I2C */ static struct resource s3c_i2c_resource[] = { [ 0]= { . start = S3C24XX_PA_IIC, . end = S3C24XX_PA_IIC + S3C24XX_SZ_IIC - 1, . flags = IORESOURCE_MEM, } , [ 1]= { . start = IRQ_IIC, //S3C2410_IRQ(27) . end = IRQ_IIC, . flags = IORESOURCE_IRQ, } } ; |
,它描述了一个 I2C
设备的资源,第1 组描述了这个
I2C 设备所占用的总线地址范围,
IORESOURCE_MEM表示第 1
组描述的是内存类型的资源信息,第 2
组描述了这个 I2C 设备的中断号,IORESOURCE_IRQ
表示第 2
组描述的是中断资源信息。设备驱动会根据 flags
来获取相应的资源信息。
有了resource
信息,就可以定义 platform_device
了:
struct platform_device s3c_device_i2c= { . name ="s3c2410-i2c" , . id =- 1, . num_resources = ARRAY_SIZE( s3c_i2c_resource), . resource = s3c_i2c_resource, } ; |
结构体后就可以调用函数 platform_add_devices
向系统中添加该设备了,之后可以调用 platform_driver_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
, 原因是因为驱动注册时需要匹配内核中所以已注册的设备名。
s3c2410-i2c的
platform_device 是在系统启动时,在
cpu.c 里的s3c_arch_init()
函数里进行注册的,这个函数申明为arch_initcall(s3c_arch_init);
会在系统初始化阶段被调用。
arch_initcall的优先级高于
module_init 。所以会在
Platform 驱动注册之前调用。(
详细参考 include/linux/init.h)
s3c_arch_init函数如下:
/* arch/arm/mach-3sc2410/cpu.c */ static int __init s3c_arch_init(void ) { int ret; …… /* 这里board指针指向在mach-smdk2410.c里的定义的smdk2410_board,里面包含了预先定义的I2C Platform_device等. */ if ( board ! =NULL ) { struct platform_device * * ptr = board-> devices; int i; for ( i= 0; i < board- > devices_count; i++ , ptr++ ) { ret = platform_device_register( * ptr) ; //在这里进行注册 if ( ret){ printk( KERN_ERR "s3c24xx: failed to add board device %s (%d) @%p/n" , ( * ptr)- > name, ret, * ptr); } } /* mask any error, we may not need all these board * devices */ ret = 0; } return ret; } |
,详细查看 arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c
里的 smdk2410_devices
结构体。
驱动程序需要实现结构体struct platform_driver
,参考 drivers/i2c/busses
/* device driver for platform bus bits */ static struct platform_driver s3c2410_i2c_driver ={ . probe = s3c24xx_i2c_probe, . remove= s3c24xx_i2c_remove, . resume = s3c24xx_i2c_resume, . driver = { . owner = THIS_MODULE, . name = "s3c2410-i2c" , } , } ; |
platform_driver ,需要注意的是
s3c_device_i2c结构中
name 元素和
s3c2410_i2c_driver 结构中
driver.name 必须是相同的,这样在platform_driver_register()
注册时会对所有已注册的所有 platform_device
中的 name
和当前注册的platform_driver
的 driver.name 进行比较,只有找到相同的名称的
platfomr_device 才能注册成功,当注册成功时会调用
platform_driver 结构元素
probe 函数指针,这里就是
s3c24xx_i2c_probe,当进入
probe 函数后,需要获取设备的资源信息,常用获取资源的函数主要是:
struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);
根据参数type
所指定类型,例如 IORESOURCE_MEM
,来获取指定的资源。
struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);
获取资源中的中断号。
下面举s3c24xx_i2c_probe
函数分析 ,
看看这些接口是怎么用的。
前面已经讲了,s3c2410_i2c_driver
注册成功后会调用 s3c24xx_i2c_probe
执行,下面看代码:
/* drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c */ static int s3c24xx_i2c_probe(struct platform_device * pdev) { struct s3c24xx_i2c * i2c = & s3c24xx_i2c; struct resource * res; int ret; /* find the clock and enable it */ i2c- > dev= & pdev-> dev; i2c- > clk= clk_get( & pdev- > dev,"i2c" ) ; if ( IS_ERR( i2c-> clk) ) { dev_err( & pdev-> dev, "cannot get clock/n" ) ; ret = - ENOENT; goto out; } dev_dbg( & pdev-> dev, "clock source %p/n" , i2c-> clk) ; clk_enable( i2c-> clk) ; /* map the registers */ res = platform_get_resource( pdev, IORESOURCE_MEM, 0); /* 获取设备的IO资源地址 */ if ( res= = NULL ) { dev_err( & pdev-> dev, "cannot find IO resource/n" ) ; ret = - ENOENT; goto out; } i2c- > ioarea = request_mem_region( res-> start, ( res- > end- res-> start) + 1, pdev-> name) ; /* 申请这块IO Region */ if ( i2c-> ioarea = = NULL ){ dev_err( & pdev-> dev, "cannot request IO/n" ) ; ret = - ENXIO; goto out; } i2c- > regs= ioremap( res-> start, ( res- > end- res-> start) + 1) ;/* 映射至内核虚拟空间 */ if ( i2c-> regs = = NULL ){ dev_err( & pdev-> dev, "cannot map IO/n" ) ; ret = - ENXIO; goto out; } dev_dbg( & pdev-> dev, "registers %p (%p, %p)/n" , i2c-> regs, i2c-> ioarea, res); /* setup info block for the i2c core */ i2c- > adap. algo_data= i2c; i2c- > adap. dev. parent= & pdev-> dev; /* initialise the i2c controller */ ret = s3c24xx_i2c_init( i2c); if ( ret! = 0) goto out; /* find the IRQ for this unit (note, this relies on the init call to ensure no current IRQs pending */ res = platform_get_resource( pdev, IORESOURCE_IRQ, 0) ; /* 获取设备IRQ中断号 */ if ( res= = NULL ) { dev_err( & pdev-> dev, "cannot find IRQ/n" ) ; ret = - ENOENT; goto out; } ret = request_irq( res-> start, s3c24xx_i2c_irq, IRQF_DISABLED,/* 申请IRQ */ pdev- > name, i2c); …… return ret; } |
那什么情况可以使用platform driver
机制编写驱动呢?
我的理解是只要和内核本身运行依赖性不大的外围设备(
换句话说只要不在内核运行所需的一个最小系统之内的设备
), 相对独立的 ,
拥有各自独自的资源(addresses and IRQs)
,都可以用platform_driver
实现。如: lcd,usb,uart
等,都可以用 platfrom_driver
写,而 timer,irq 等最小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver
机制,实际上内核实现也是这样的。
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