linux驱动中的platform总线

1610阅读　0评论2015-09-15　梦剧场的记忆
分类：LINUX

    在设备驱动程序中经常会见到和platform相关的字段，分布在驱动程序的多个角落，这也是2.6内核中比较重要的一种机制，把它的原理弄懂了，对以后分析驱动程序很有帮助，下面简单介绍一下：
    在linux2.6设备模型中，关心总线，设备，驱动这三个实体，总线将设备和驱动绑定，在系统每注册一个设备的时候，会寻找与之匹配的驱动。相反，在系统每注册一个驱动的时候，寻找与之匹配的设备，匹配是由总线来完成的。
    一个现实的Linux 设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上，对于本身依附于PCI、USB、I2C、SPI 等的设备而言，这自然不是问题，但是在嵌入式系统里面，SoC 系统中集成的独立的外设控制器、挂接在SoC 内存空间的外设等确不依附于此类总线。基于这一背景，Linux 发明了一种虚拟的总线，称为platform 总线
    SOC系统中集成的独立外设单元（I2C，LCD，SPI，RTC等）都被当作平台设备来处理，而它们本身是字符型设备。
    从Linux2.6内核起，引入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。
 
platform_device 结构体       include/linux/platform_device.h
  1. struct platform_device
  2. {
  3.     const char *name; //设备名
  4.     u32 id;
  5.     struct device dev;
  6.     u32 num_resources; //设备所使用的各类资源数量
  7.     struct resource *resource; //使用的资源
  8. }
platform_driver 结构体       include/linux/platform_device.h
  1. struct platform_driver
  2. {
  3.     int (*probe)(struct platform_device *);
  4.     int (*remove)(struct platform_device *);
  5.     void (*shutdown)(struct platform_device *);
  6.     int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
  7.     int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);
  8.     int (*resume_early)(struct platform_device *);
  9.     int (*resume)(struct platform_device *);
  10.     struct pm_ext_ops *pm;
  11.     struct device_driver driver;
  12. };
   
    系统为platform总线定义一个bus_type的实例platform_bus_type，通过其成员函数match()，确定device和driver如何匹配。
    匹配platform_device和platform_driver主要看二者的name字段是否相同。（name必须要相同才能匹配）
 
用platform_device_register()函数注册单个的平台设备。
一般是在平台的BSP文件中定义platform_device，通过platform_add_devices()函数将平台设备注册到系统中
 
platform_driver 的注册与注销：
 platform_driver_register()
 platform_driver_unregister()
 
以s3c2440 LCD驱动为例：
在BSP文件中：
  1. struct platform_device s3c_device_lcd = {
  2.     .name         = "s3c2410-lcd",
  3.     .id         = -1,
  4.     .num_resources     = ARRAY_SIZE(s3c_lcd_resource),
  5.     .resource     = s3c_lcd_resource,
  6.     .dev = {
  7.         .dma_mask        = &s3c_device_lcd_dmamask,
  8.         .coherent_dma_mask    = 0xffffffffUL
  9.     }
  10. };

为了完成LCD设备的注册，将其放进/arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中定义的smdk2440_devices数组中：
  1. static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
  2.     ........
  3.     ........
  4.     &s3c_device_lcd,
  5. };
由platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));注册
在相应的driver文件中：（/drivers/video/s3c2410fb.c）
  1. static struct platform_driver s3c2410fb_driver = {
  2.     .probe        = s3c2410fb_probe, //驱动探测
  3.     .remove        = __devexit_p(s3c2410fb_remove), //驱动移除
  4.     .suspend    = s3c2410fb_suspend,
  5.     .resume        = s3c2410fb_resume,
  6.     .driver        = {
  7.         .name    = "s3c2410-lcd", //和platform_device中的name相同
  8.         .owner    = THIS_MODULE,
  9.     },
  10. };

  12. static int __devinit s3c2410_fb_init(void)
  13. {
  14.     return platform_driver_register(&s3c2410fb_driver);
  15. }

  17. static void __exit s3c2410fb_cleanup(void)
  18. {
  19.     platform_driver_unregister(&s3c2410fb_driver);
  20. }
 
注册成功后会在下面两个目录下看到设备节点：
/sys/bus/platform/devices/
/sys/devices/platform/
 
平台设备资源和数据：
resource结构体：
  1. struct resource
  2. {
  3.     resource_size_t start;
  4.     resource_size_t end;
  5.     const char *name;
  6.     unsigned long flags;
  7.     struct resource *parent, *sibling, *child;
  8. };
 
我们通常关心start、end 和flags 这3 个字段，分别标明资源的开始值、结束值和类型，flags
可以为IORESOURCE_IO、IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_IRQ、IORESOURCE_DMA 等。
如LCD资源：
  1. static struct resource s3c_lcd_resource[] = {
  2.     [0] = {
  3.         .start = S3C24XX_PA_LCD, //LCD的IO资源起始地始（LCD控制器寄存器地址）
  4.         .end = S3C24XX_PA_LCD + S3C24XX_SZ_LCD - 1, //结束地址
  5.         .flags = IORESOURCE_MEM,
  6.     },
  7.     [1] = {
  8.         .start = IRQ_LCD, //LCD中断号
  9.         .end = IRQ_LCD,
  10.         .flags = IORESOURCE_IRQ,
  11.     }
  12. };

在driver中用platform_get_resource()或platform_get_irq()等函数获取设备资源
  1. struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *, unsigned int, unsigned
  2. int);
  3. int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);

获取到的内存或IO资源，需要ioremap后才能使用
获取到的IRQ资源，需要request_irq
 
    设备除了可以在BSP 中定义资源以外，还可以附加一些数据信息，因为对设备的硬件描述除了中断、内存、DMA 通道以外，可能还会有一些配置信息，而这些配置信息也依赖于板，不适宜直接放置在设备驱动本身，因此，platform 也提供了platform_data 的支持。

platform_data可以自定义，比如DM9000驱动，用platform_data描述它的一些属性：
  1. static struct dm9000_plat_data s3c_dm9000_platdata = {
  2.     .flags = DM9000_PLATF_16BITONLY,
  3. };

  5. static struct platform_device s3c_device_dm9000 = {
  6.     .name = "dm9000",
  7.     .id = 0,
  8.     .num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_dm9000_resource),
  9.     .resource = s3c_dm9000_resource,
  10.     .dev = {
  11.         .platform_data = &s3c_dm9000_platdata,
  12.     }
  13. };
 
在相应的驱动中使用：
struct dm9000_plat_data *pdata = pdev->dev.platform_data;
可获取platform_data
 
    找一个和平台相关的驱动程序，从BSP文件开始分析它的结构，一直分析到它的最底层的硬件操作，这样很快就能熟悉platform的工作原理
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