Linux Platform Device and Driver

"http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">

作者：Dongas

日期：08-06-27

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 -> 注册
platform_device->定义
platform_driver->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：

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,

}

};

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：

struct platform_device s3c_device_i2c = {

.name = "s3c2410-i2c",

.id = -1,

.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),

.resource = s3c_i2c_resource,

};

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_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：

static int __init s3c_arch_init(void)

{

int ret;

……

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);

}

}

ret = 0;

}

return ret;

}

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

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",

},

};

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：

static int s3c24xx_i2c_probe(struct platform_device *pdev)

{

struct s3c24xx_i2c *i2c = &s3c24xx_i2c;

struct resource *res;

int ret;

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);

res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);

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);

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);

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);

i2c->adap.algo_data = i2c;

i2c->adap.dev.parent =
&pdev->dev;

ret = s3c24xx_i2c_init(i2c);

if (ret != 0)

goto out;

res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);

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,

pdev->name, i2c);

……

return ret;

}

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。