platform_device 和 platform_driver(平台设备和平台驱动）

做Linux方面也有三个多月了，对代码中的有些结构一直不是很明白，比如platform_device与platform_driver一直分不清关系。在网上搜了下，做个总结。两者的工作顺序是先定义platform_device -> 注册 platform_device->，再定义 platform_driver-> 注册 platform_driver。

（1）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，因为驱动注册时需要匹配内核中所以已注册的设备名。platform_device 是在系统启动时在init.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。现在内核中不是采用arch_initcall(s3c_arch_init)
注册platform_device 结构体而是通过.init_machine成员将其保存在arch_initcall(customize_machine)等待调用（在mach-smdk6410.c中定义的MACHINE_START到MACHINE_END）；其实质是一样的均放在.initcall3.init等待调用。之后再定义结构体struct platform_driver，在驱动初始化函数中调用函数platform_driver_register() 注册 platform_driver。详细过程描述如下：

Linux从2.6版本开始引入了platform这个概念，在开发底层驱动程序时，首先要确认的就是设备的资源信息，在2.6内核中将每个设备的资源用结构platform_device来描述，该结构体定义在kernel/include/linux/platform_device.h中，

[cpp]
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struct platform_device { const char * name; u32 id; struct device dev; u32 num_resources; struct resource * resource; };

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，

比如：

[cpp]
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struct resource { const char *name; unsigned long start, end; unsigned long flags; struct resource *parent, *sibling, *child; };

struct resource

{
const char *name;
unsigned long start, end;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};

实例如：

[cpp]
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static struct resource s3c_usb_resource[] = {
[0] = {
.start = S3C_PA_USBHOST,
.end = S3C_PA_USBHOST + S3C_SZ_USBHOST - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = IRQ_UHOST,
.end = IRQ_UHOST,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
}
};

static struct resource s3c_usb_resource[] = {
[0] = {
.start = S3C_PA_USBHOST,
.end   = S3C_PA_USBHOST + S3C_SZ_USBHOST - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = IRQ_UHOST,
.end   = IRQ_UHOST,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
}
};

以上是6410的USB HOST分配的资源信息。第1组描述了这个usb host设备所占用的总线地址范围，起始地址和大小由硬件决定，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usb host设备的中断号，也由硬件设定，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：

[cpp]
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struct platform_device s3c_device_usb = {
.name = "s3c2410-ohci", //s3c6410-usb

.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_usb_resource),
.resource = s3c_usb_resource,
.dev = {
.dma_mask = &s3c_device_usb_dmamask,
.coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
}
};

struct platform_device s3c_device_usb = {
.name    = "s3c2410-ohci",  //s3c6410-usb
.id    = -1,
.num_resources   = ARRAY_SIZE(s3c_usb_resource),
.resource   = s3c_usb_resource,
.dev              = {
.dma_mask = &s3c_device_usb_dmamask,
.coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
}
};

有了platform_device就可以调用函数platform_add_devices向系统中添加该设备了。系统中的设备资源都可以采用这种方式列举在一起，然后成一个指针数组，如：

static struct platform_device *smdk6410_devices[] __initdata = {

......

&s3c_device_usbgadget,

&s3c_device_usb, //jeff add.

......

}

然后在6410的初始化函数smdk6410_machine_init（）中执行：

platform_add_devices(smdk6410_devices, ARRAY_SIZE(smdk6410_devices));将所有的device添加进系统。platform_add_devices的好处在于它是一次性的执行多个platform_device_register。

（2） 至于驱动程序需要实现结构体struct platform_driver，也定义在kernel/include/linux/platform_device.h中：

[cpp]
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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; };

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;
};

则该处的USB HOST实现是：

[cpp]
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static struct platform_driver ohci_hcd_s3c2410_driver = { .probe = ohci_hcd_s3c2410_drv_probe, .remove = ohci_hcd_s3c2410_drv_remove, .shutdown = usb_hcd_platform_shutdown, /*.suspend = ohci_hcd_s3c2410_drv_suspend, */ /*.resume = ohci_hcd_s3c2410_drv_resume, */ .driver = { .owner = THIS_MODULE, .name = "s3c2410-ohci", }, };

static struct platform_driver ohci_hcd_s3c2410_driver = {
.probe  = ohci_hcd_s3c2410_drv_probe,
.remove  = ohci_hcd_s3c2410_drv_remove,
.shutdown = usb_hcd_platform_shutdown,
/*.suspend = ohci_hcd_s3c2410_drv_suspend, */
/*.resume = ohci_hcd_s3c2410_drv_resume, */
.driver  = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "s3c2410-ohci",
},
};

在驱动初始化（ohci-hcd.c的1124行）函数中调用函数platform_driver_register()注册该platform_driver，需要注意的是s3c_device_usb结构中name元素和ohci_hcd_s3c2410_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platform_device中元素的name和当前注册的platform_driver的driver.name进行比较，只有找到具备相同名称的platform_device存在后，platform_driver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ohci_hcd_s3c2410_drv_probe开始探测加载。platform
driver中的函数都是以platform device作为参数进入。

（3）为什么两个name的名字必须匹配才能实现device和driver的绑定？（1）在内核初始化时kernel_init()->do_basic_setup()->driver_init()->platform_bus_init()初始化platform_bus(虚拟总线)；（2）设备注册的时候platform_device_register()->platform_device_add()->(pdev->dev.bus = &platform_bus_type)把设备挂在虚拟的platform bus下；（3）驱动注册的时候platform_driver_register()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->bus_for_each_dev()，对每个挂在虚拟的platform
bus的设备作__driver_attach()->driver_probe_device()，判断drv->bus->match()是否存在并且是否执行成功，此时通过指针执行platform_match，比较strncmp(pdev->name, drv->name, BUS_ID_SIZE)，如果相符就调用really_probe（实际就是执行的相应设备的platform_driver->probe(platform_device)，注意platform_drv_probe的_dev参数是由bus_for_each_dev的next_device获得）开始真正的探测加载，如果probe成功则绑定该设备到该驱动。

当进入probe函数后，需要获取设备的资源信息，根据参数type所指定类型，例如IORESOURCE_MEM，来分别获取指定的资源。

struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);当然，也可以固定资源类型，如获取资源中的中断号：struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);

probe函数一般完成硬件设备使能，struct resource的获取以及虚拟地址的动态映射和具体类型设备的注册（因为平台设备只是一种虚拟的设备类型);remove函数完成硬件设备的关闭，struct resource以及虚拟地址的动态映射的释放和具体类型设备的注销。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。