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PlatForm設備驅動：
一、platform總線、設備與驅動
1.一個現實的Linux設備和驅動通常都需要掛接在一種總線上，對于本身依附于PCI、USB、I2C、SPI等的設備而言，這自然不是問題，
但是在嵌入式系統里面，SoC系統中集成的獨立的外設控制器、掛接在SoC內存空間的外設等確不依附于此類總線。
基于這一背景，Linux發明了一種虛擬的總線，稱為platform總線，相應的設備稱為platform_device，而驅動成為 platform_driver。
2.注意，所謂的platform_device并不是與字符設備、塊設備和網絡設備并列的概念，而是Linux系統提供的一種附加手段，
例如，在 S3C6410處理器中，把內部集成的I2C、RTC、SPI、LCD、看門狗等控制器都歸納為platform_device，而它們本身就是字符設備。
3.基于Platform總線的驅動開發流程如下：
（1）定義初始化platform bus
（2）定義各種platform devices
（3）注冊各種platform devices
（4）定義相關platform driver
（5）注冊相關platform driver
（6）操作相關設備
4.平臺相關結構
//platform_device結構體
struct platform_device?{
const?char?*?name;/*?設備名?*/
u32 id;//設備id，用于給插入給該總線并且具有相同name的設備編號，如果只有一個設備的話填-1。
struct device dev;//結構體中內嵌的device結構體。
u32 num_resources;/*?設備所使用各類資源數量?*/
struct resource?*?resource;/*?//定義平臺設備的資源*/
};
//平臺資源結構
struct resource?{
resource_size_t start;?//定義資源的起始地址
resource_size_t?end;?//定義資源的結束地址
const?char?*name;?//定義資源的名稱
unsigned long flags;?//定義資源的類型，比如MEM，IO，IRQ，DMA類型
struct resource?*parent,?*sibling,?*child;
};
//設備的驅動：platform_driver這個結構體中包含probe()、remove()、shutdown()、suspend()、?resume()函數，通常也需要由驅動實現。
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;
};
//系統中為platform總線定義了一個bus_type的實例platform_bus_type，
struct bus_type platform_bus_type?=?{
.name?=?“platform”,
.dev_attrs?=?platform_dev_attrs,
.match?=?platform_match,
.uevent?=?platform_uevent,
.pm?=?PLATFORM_PM_OPS_PTR,
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_bus_type);
//這里要重點關注其match()成員函數，正是此成員表明了platform_device和platform_driver之間如何匹配。
static?int?platform_match(struct device?*dev,?struct device_driver?*drv)
{
struct platform_device?*pdev;
pdev?=?container_of(dev,?struct platform_device,?dev);
return?(strncmp(pdev->name,?drv->name,?BUS_ID_SIZE)?==?0);
}
//匹配platform_device和platform_driver主要看二者的name字段是否相同。
//對platform_device的定義通常在BSP的板文件中實現，在板文件中，將platform_device歸納為一個數組，最終通過platform_add_devices()函數統一注冊。
//platform_add_devices()函數可以將平臺設備添加到系統中，這個函數的 原型為：
int?platform_add_devices(struct platform_device?**devs,?int?num);
//該函數的第一個參數為平臺設備數組的指針，第二個參數為平臺設備的數量，它內部調用了platform_device_register()函 數用于注冊單個的平臺設備。
1.?platform bus總線先被kenrel注冊。
2.?系統初始化過程中調用platform_add_devices或者platform_device_register，將平臺設備(platform devices)注冊到平臺總線中(platform bus)
3.?平臺驅動(platform driver)與平臺設備(platform device)的關聯是在platform_driver_register或者driver_register中實現，一般這個函數在驅動的初始化過程調用。
通過這三步，就將平臺總線，設備，驅動關聯起來。
二．Platform初始化
系統啟動時初始化時創建了platform_bus總線設備和platform_bus_type總線,platform總線是在內核初始化的時候就注冊進了內核。
內核初始化函數kernel_init()中調用了do_basic_setup()?，該函數中調用driver_init()，該函數中調用platform_bus_init()，我們看看platform_bus_init()函數：?
int?__init platform_bus_init(void)
{
int?error;
early_platform_cleanup();?//清除platform設備鏈表
//該函數把設備名為platform 的設備platform_bus注冊到系統中，其他的platform的設備都會以它為parent。它在sysfs中目錄下.即?/sys/devices/platform。
//platform_bus總線也是設備，所以也要進行設備的注冊
//struct device platform_bus?=?{
//.init_name?=?"platform",
//};
error?=?device_register(&platform_bus);//將平臺bus作為一個設備注冊，出現在sys文件系統的device目錄?
if?(error)
return?error;
//接著bus_register(&platform_bus_type)注冊了platform_bus_type總線.
/*
struct bus_type platform_bus_type?=?{
.name?=?“platform”,
.dev_attrs?=?platform_dev_attrs,
.match?=?platform_match,
.uevent?=?platform_uevent,
.pm?=?PLATFORM_PM_OPS_PTR,
};
*/
//默認platform_bus_type中沒有定義probe函數。
error?=?bus_register(&platform_bus_type);//注冊平臺類型的bus，將出現sys文件系統在bus目錄下，創建一個platform的目錄，以及相關屬性文件
if?(error)
device_unregister(&platform_bus);
return?error;
}
//總線類型match函數是在設備匹配驅動時調用，uevent函數在產生事件時調用。
//platform_match函數在當屬于platform的設備或者驅動注冊到內核時就會調用，完成設備與驅動的匹配工作。
static?int?platform_match(struct device?*dev,?struct device_driver?*drv)
{
struct platform_device?*pdev?=?to_platform_device(dev);
struct platform_driver?*pdrv?=?to_platform_driver(drv);
/*?match against the id table first?*/
if?(pdrv->id_table)
return platform_match_id(pdrv->id_table,?pdev)?!=?NULL;
/*?fall-back?to?driver name match?*/
return?(strcmp(pdev->name,?drv->name)?==?0);//比較設備和驅動的名稱是否一樣
}
static?const?struct platform_device_id?*platform_match_id(struct platform_device_id?*id,struct platform_device?*pdev)
{
while?(id->name[0])?{
if?(strcmp(pdev->name,?id->name)?==?0)?{
pdev->id_entry?=?id;
return id;
}
id++;
}
return?NULL;
}
//不難看出，如果pdrv的id_table數組中包含了pdev->name，或者drv->name和pdev->name名字相同，都會認為是匹配成功。
//id_table數組是為了應對那些對應設備和驅動的drv->name和pdev->name名字不同的情況。
//再看看platform_uevent（）函數：platform_uevent 熱插拔操作函數
static?int?platform_uevent(struct device?*dev,?struct kobj_uevent_env?*env)
{
struct platform_device?*pdev?=?to_platform_device(dev);
add_uevent_var(env,?"MODALIAS=%s%s",?PLATFORM_MODULE_PREFIX,?(pdev->id_entry)???pdev->id_entry->name?:?pdev->name);
return 0;
}
//添加了MODALIAS環境變量，我們回顧一下：platform_bus.?parent->kobj->kset->uevent_ops為device_uevent_ops，bus_uevent_ops的定義如下：
static struct kset_uevent_ops device_uevent_ops?=?{
.filter?=?dev_uevent_filter,
.name?=?dev_uevent_name,
.uevent?=?dev_uevent,
};
//當調用device_add()時會調用kobject_uevent(&dev->kobj,?KOBJ_ADD)產生一個事件，這個函數中會調用相應的kset_uevent_ops的uevent函數，
三．Platform設備的注冊
我們在設備模型的分析中知道了把設備添加到系統要調用device_initialize()和platform_device_add(pdev)函數。
Platform設備的注冊分兩種方式：
1.對于platform設備的初注冊，內核源碼提供了platform_device_add()函數，輸入參數platform_device可以是靜態的全局設備，它是進行一系列的操作后調用device_add()將設備注冊到相應的總線（platform總線）上，
內核代碼中platform設備的其他注冊函數都是基于這個函數，如platform_device_register()、platform_device_register_simple()、platform_device_register_data()等。
2.另外一種機制就是動態申請platform_device_alloc()一個platform_device設備，然后通過platform_device_add_resources及platform_device_add_data等添加相關資源和屬性。
無論哪一種platform_device，最終都將通過platform_device_add這冊到platform總線上。
區別在于第二步：其實platform_device_add()包括device_add()，不過要先注冊resources，然后將設備掛接到特定的platform總線。
3.第一種平臺設備注冊方式
//platform_device是靜態的全局設備，即platform_device結構的成員已經初始化完成
//直接將平臺設備注冊到platform總線上
/*platform_device_register和device_register的區別:
(1).主要是有沒有resource的區別，前者的結構體包含后面，并且增加了struct resource結構體成員，后者沒有。
platform_device_register在device_register的基礎上增加了struct resource部分的注冊。
由此。可以看出，platform_device---paltform_driver_register機制與device-driver的主要區別就在于resource。
前者適合于具有獨立資源設備的描述，后者則不是。
(2).其實linux的各種其他驅動機制的基礎都是device_driver。只不過是增加了部分功能，適合于不同的應用場合.
*/
int?platform_device_register(struct platform_device?*pdev)
{
device_initialize(&pdev->dev);//初始化platform_device內嵌的device
return platform_device_add(pdev);//把它注冊到platform_bus_type上
}
int?platform_device_add(struct platform_device?*pdev)
{
int?i,?ret?=?0;
if?(!pdev)
return?-EINVAL;
if?(!pdev->dev.parent)
pdev->dev.parent?=?&platform_bus;//設置父節點，即platform_bus作為總線設備的父節點，其余的platform設備都是它的子設備
//platform_bus是一個設備，platform_bus_type才是真正的總線????
pdev->dev.bus?=?&platform_bus_type;//設置platform總線,指定bus類型為platform_bus_type?
//設置pdev->dev內嵌的kobj的name字段,將platform下的名字傳到內部device，最終會傳到kobj?
if?(pdev->id?!=?-1)
dev_set_name(&pdev->dev,?"%s.%d",?pdev->name,?pdev->id);
else
dev_set_name(&pdev->dev,?"%s",?pdev->name);
//初始化資源并將資源分配給它，每個資源的它的parent不存在則根據flags域設置parent，flags為IORESOURCE_MEM，
//則所表示的資源為I/O映射內存，flags為IORESOURCE_IO，則所表示的資源為I/O端口。
for?(i?=?0;?i?num_resources;?i++)?{
struct resource?*p,?*r?=?&pdev->resource[i];
if?(r->name?==?NULL)//資源名稱為NULL則把設備名稱設置給它
r->name?=?dev_name(&pdev->dev);
p?=?r->parent;//取得資源的父節點，資源在內核中也是層次安排的
if?(!p)?{
if?(resource_type(r)?==?IORESOURCE_MEM)?//如果父節點為NULL，并且資源類型為IORESOURCE_MEM，則把父節點設置為iomem_resource?
p?=?&iomem_resource;
else?if?(resource_type(r)?==?IORESOURCE_IO)//否則如果類型為IORESOURCE_IO，則把父節點設置為ioport_resource
p?=?&ioport_resource;
}
//從父節點申請資源，也就是出現在父節點目錄層次下?
if?(p?&&?insert_resource(p,?r))?{
printk(KERN_ERR?"%s: failed to claim resource %d\n",dev_name(&pdev->dev),?i);ret?=?-EBUSY;
goto failed;
}
}
pr_debug("Registering platform device '%s'. Parent at %s\n",dev_name(&pdev->dev),?dev_name(pdev->dev.parent));
//device_creat()?創建一個設備并注冊到內核驅動架構...
//device_add()?注冊一個設備到內核，少了一個創建設備..
ret?=?device_add(&pdev->dev);//就在這里把設備注冊到總線設備上,標準設備注冊，即在sys文件系統中添加目錄和各種屬性文件
if?(ret?==?0)
return ret;
failed:
while?(--i?>=?0)?{
struct resource?*r?=?&pdev->resource[i];
unsigned long type?=?resource_type(r);
if?(type?==?IORESOURCE_MEM?||?type?==?IORESOURCE_IO)
release_resource(r);
}
return ret;
}
4.第二種平臺設備注冊方式
//先分配一個platform_device結構，對其進行資源等的初始化
//之后再對其進行注冊，再調用platform_device_register()函數
struct platform_device?*?platform_device_alloc(const?char?*name,?int?id)
{
struct platform_object?*pa;
/*
struct platform_object?{
struct platform_device pdev;
char name[1];
};
*/
pa?=?kzalloc(sizeof(struct platform_object)?+?strlen(name),?GFP_KERNEL);//該函數首先為platform設備分配內存空間
if?(pa)?{
strcpy(pa->name,?name);
pa->pdev.name?=?pa->name;//初始化platform_device設備的名稱
pa->pdev.id?=?id;//初始化platform_device設備的id
device_initialize(&pa->pdev.dev);//初始化platform_device內嵌的device
pa->pdev.dev.release?=?platform_device_release;
}
return pa???&pa->pdev?:?NULL;
}
//一個更好的方法是，通過下面的函數platform_device_register_simple()動態創建一個設備，并把這個設備注冊到系統中：
struct platform_device?*platform_device_register_simple(const?char?*name,int?id,struct resource?*res,unsigned?int?num)
{
struct platform_device?*pdev;
int?retval;
pdev?=?platform_device_alloc(name,?id);
if?(!pdev)?{
retval?=?-ENOMEM;
goto?error;
}
if?(num)?{
retval?=?platform_device_add_resources(pdev,?res,?num);
if?(retval)
goto?error;
}
retval?=?platform_device_add(pdev);
if?(retval)
goto?error;
return pdev;
error:
platform_device_put(pdev);
return ERR_PTR(retval);
}
//該函數就是調用了platform_device_alloc()和platform_device_add()函數來創建的注冊platform device，函數也根據res參數分配資源，看看platform_device_add_resources()函數：
int?platform_device_add_resources(struct platform_device?*pdev,struct resource?*res,?unsigned?int?num)
{
struct resource?*r;
r?=?kmalloc(sizeof(struct resource)?*?num,?GFP_KERNEL);//為資源分配內存空間
if?(r)?{
memcpy(r,?res,?sizeof(struct resource)?*?num);
pdev->resource?=?r;?//并拷貝參數res中的內容，鏈接到device并設置其num_resources
pdev->?num_resources?=?num;
}
return r???0?:?-ENOMEM;
}
四．Platform設備驅動的注冊
我們在設備驅動模型的分析中已經知道驅動在注冊要調用driver_register()，
platform driver的注冊函數platform_driver_register()同樣也是進行其它的一些初始化后調用driver_register()將驅動注冊到platform_bus_type總線上.
int?platform_driver_register(struct platform_driver?*drv)
{
drv->driver.bus?=?&platform_bus_type;//它將要注冊到的總線
/*設置成platform_bus_type這個很重要，因為driver和device是通過bus聯系在一起的，
具體在本例中是通過 platform_bus_type中注冊的回調例程和屬性來是實現的,
driver與device的匹配就是通過 platform_bus_type注冊的回調例程platform_match?()來完成的。
*/
if?(drv->probe)
drv->?driver.probe?=?platform_drv_probe;
if?(drv->remove)
drv->driver.remove?=?platform_drv_remove;
if?(drv->shutdown)
drv->driver.shutdown?=?platform_drv_shutdown;
return driver_register(&drv->driver);//注冊驅動
}
//然后設定了platform_driver內嵌的driver的probe、remove、shutdown函數。
static?int?platform_drv_probe(struct device?*_dev)
{
struct platform_driver?*drv?=?to_platform_driver(_dev->driver);
struct platform_device?*dev?=?to_platform_device(_dev);
return drv->probe(dev);//調用platform_driver的probe()函數，這個函數一般由用戶自己實現
//例如下邊結構，回調的是serial8250_probe()函數
/*
static struct platform_driver serial8250_isa_driver?=?{
.probe????????=?serial8250_probe,
.remove????????=?__devexit_p(serial8250_remove),
.suspend????=?serial8250_suspend,
.resume????????=?serial8250_resume,
.driver????????=?{
.name????=?"serial8250",
.owner????=?THIS_MODULE,
},
};
*/
}
static?int?platform_drv_remove(struct device?*_dev)
{
struct platform_driver?*drv?=?to_platform_driver(_dev->driver);
struct platform_device?*dev?=?to_platform_device(_dev);
return drv->remove(dev);
}
static void platform_drv_shutdown(struct device?*_dev)
{
struct platform_driver?*drv?=?to_platform_driver(_dev->driver);
struct platform_device?*dev?=?to_platform_device(_dev);
drv->shutdown(dev);
}
//總結：
1.從這三個函數的代碼可以看到，又找到了相應的platform_driver和platform_device，然后調用platform_driver的probe、remove、shutdown函數。這是一種高明的做法：
在不針對某個驅動具體的probe、remove、shutdown指向的函數，而通過上三個過度函數來找到platform_driver，然后調用probe、remove、shutdown接口。
如果設備和驅動都注冊了，就可以通過bus?->match、bus->probe或driver->probe進行設備驅動匹配了。
2.驅動注冊的時候platform_driver_register()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->bus_for_each_dev()，
對每個掛在虛擬的platform bus的設備作__driver_attach()->driver_probe_device()->drv->bus->match()==platform_match()->比較strncmp(pdev->name,?drv->name,?BUS_ID_SIZE)，
如果相符就調用platform_drv_probe()->driver->probe()，如果probe成功則綁定該設備到該驅動。
?
工商網監
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