详解Linux2.6内核中基于platform机制的驱动模型

摘要 本文以Linux 2.6.25 内核为例，分析了基于platform总线的驱动模型。首先介绍了Platform总线的基本概念，接着介绍了platform device和platform driver的定义和加载过程，分析了其与基类device 和driver的派生关系及在此过程中面向对象的设计思想。最后以ARM S3C2440中I2C控制器为例介绍了基于platform总线的驱动开发流程。 【关键字】platform_bus, platform_device, resource , platform_driver, file_operations 目录 1    何谓platform bus？    2
2    device和platform_device    3
3    device_register和platform_device_register    5
4    device_driver和platform driver    8
5    driver_register 和platform_driver_register    10
6    bus、device及driver三者之间的关系    17
7    哪些适用于plarform驱动？    18
8    基于platform总线的驱动开发流程    18
8.1    初始化platform_bus    19
8.2    定义platform_device    22
8.3    注册platform_device    22
8.4    定义platform_driver    28
8.5    注册platform_driver    29
8.6    操作设备    32 1    何谓platform bus？
Linux系统中许多部分对设备是如何链接的并不感兴趣，但是他们需要知道哪些类型的设备是可以使用的。设备模型提供了一种机制来对设备进行分类，在更高的功能层面上描述这些设备，并使得这些设备对用户空间可见。因此从2.6内核开始引入了设备模型。 总线是处理器和一个或多个设备之间的通道，在设备模型中, 所有的设备都通过总线相连。总线可以相互插入。设备模型展示了总线和它们所控制的设备之间的实际连接。 Platform总线是2.6 kernel中最近引入的一种虚拟总线，主要用来管理CPU的片上资源，具有更好的移植性，因此在2.6 kernel中，很多驱动都用platform改写了。 platform_bus_type的定义如下:
http://lxr.linux.no/#linux+v2.6.25/drivers/base/platform.c#L609
609struct bus_type platform_bus_type = {
 610        .name           = "platform",
 611        .dev_attrs      = platform_dev_attrs,
 612        .match          = platform_match,
 613        .uevent         = platform_uevent,
 614        .suspend        = platform_suspend,
 615        .suspend_late   = platform_suspend_late,
 616        .resume_early   = platform_resume_early,
 617        .resume         = platform_resume,
 618};
 619EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_bus_type); http://lxr.linux.no/#linux+v2.6.25/include/linux/device.h#L55
  55struct bus_type {
  56        const char              *name;
  57        struct bus_attribute    *bus_attrs;
  58        struct device_attribute *dev_attrs;
  59        struct driver_attribute *drv_attrs;
  60
  61        int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
  62        int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);
  63        int (*probe)(struct device *dev);
  64        int (*remove)(struct device *dev);
  65        void (*shutdown)(struct device *dev);
  66
  67        int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);
  68        int (*suspend_late)(struct device *dev, pm_message_t state);
  69        int (*resume_early)(struct device *dev);
  70        int (*resume)(struct device *dev);
  71
  72        struct bus_type_private *p;
  73}; 总线名称是"platform"，其只是bus_type的一种，定义了总线的属性，同时platform_bus_type还有相关操作方法，如挂起、中止、匹配及hotplug事件等。 总线bus是联系driver和device的中间枢纽。Device通过所属的bus找到driver，由match操作方法进行匹配。  
Bus、driver及devices的连接关系 2    device和platform_device
Plarform device会有一个名字用于driver binding（在注册driver的时候会查找driver的目标设备的bus位置，这个过程称为driver binding），另外IRQ以及地址空间等资源也要给出 。 platform_device结构体用来描述设备的名称、资源信息等。该结构被定义在http://lxr.linux.no/#linux+v2.6.25/include/linux/platform_device.h#L16中，定义原型如下：   16struct platform_device {
  17        const char      * name; //定义平台设备的名称，此处设备的命名应和相应驱动程序命名一致   18        int             id;
  19        struct device   dev;
  20        u32             num_resources;
  21        struct resource * resource;  //定义平台设备的资源
  22}; 在这个结构里封装了struct device及struct resource。可知：platform_device由device派生而来，是一种特殊的device。 下面来看一下platform_device结构体中最重要的一个成员struct resource * resource。struct resource被定义在http://lxr.linux.no/#linux+v2.6.25/include/linux/ioport.h#L18中，定义原型如下：
  14
  18struct resource {
  19        resource_size_t start;  //定义资源的起始地址
  20        resource_size_t end;  //定义资源的结束地址
  21        const char *name; //定义资源的名称
  22        unsigned long flags; 定义资源的类型，比如MEM，IO，IRQ，DMA类型
  23        struct resource *parent, *sibling, *child;
  24}; 这个结构表示设备所拥有的资源，即I/O端口、I/O映射内存、中断及DMA等。这里的地址指的是物理地址。 另外还需要注意platform_device中的device结构，它详细描述了设备的情况，其为所有设备的基类，定义如下：
http://lxr.linux.no/#linux+v2.6.25/include/linux/device.h#L422
422struct device {
 423        struct klist            klist_children;
 424        struct klist_node       knode_parent;  
 425        struct klist_node       knode_driver;
 426        struct klist_node       knode_bus;
 427        struct device           *parent;
 428
 429        struct kobject kobj;
 430        char    bus_id[BUS_ID_SIZE];   
 431        struct device_type      *type;
 432        unsigned                is_registered:1;
 433        unsigned                uevent_suppress:1;
 434
 435        struct semaphore        sem;   
 438
 439        struct bus_type *bus;          
 440        struct device_driver *driver;  
 442        void            *driver_data;  
 443        void            *platform_data;
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