Linux驱动-platform总线详解

嵌入式专栏

点击左上方蓝色“一口Linux”，选择“设为星标”
第一时间看干货文章
?【干货】嵌入式驱动工程师学习路线?【干货】Linux嵌入式知识点-思维导图-免费获取?【就业】一个可以写到简历的基于Linux物联网综合项目?【就业】找工作简历模版

4xek2yzfvve64020955629.gif

platform总线是学习linux驱动必须要掌握的一个知识点。
本文参考已发布：Linux 3.14内核
一、概念嵌入式系统中有很多的物理总线：I2c、SPI、USB、uart、PCIE、APB、AHB
linux从2.6起就加入了一套新的驱动管理和注册的机制platform平台总线，是一条虚拟的总线,并不是一个物理的总线。
相比 PCI、USB，它主要用于描述SOC上的片上资源。platform 所描述的资源有一个共同点：在CPU 的总线上直接取址。
平台设备会分到一个名称（用在驱动绑定中）以及一系列诸如地址和中断请求号（IRQ）之类的资源。
设备用platform_device表示，驱动用platform_driver进行注册。
与传统的bus/device/driver机制相比，platform由内核进行统一管理，在驱动中使用资源，提高了代码的安全性和可移植性。
二、platform1. platform总线两个最重要的结构体platform维护的所有的驱动都必须要用该结构体定义：
platform_driverstruct 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 (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;
const struct platform_device_id *id_table;
bool prevent_deferred_probe;
};
该结构体，用于注册驱动到platform总线，
成员含义probe当驱动和硬件信息匹配成功之后，就会调用probe函数，驱动所有的资源的注册和初始化全部放在probe函数中remove硬件信息被移除了，或者驱动被卸载了，全部要释放，释放资源的操作就放在该函数中struct device_driver driver内核维护的所有的驱动必须包含该成员，通常driver->name用于和设备进行匹配const struct platform_device_id *id_table往往一个驱动可能能同时支持多个硬件，这些硬件的名字都放在该结构体数组中我们编写驱动的时候往往需要填充以上几个成员
platform_deviceplatform总线用于描述设备硬件信息的结构体，包括该硬件的所有资源（io，memory、中断、DMA等等）。
struct platform_device {
const char *name;
int  id;
bool  id_auto;
struct device dev;
u32  num_resources;
struct resource *resource;
const struct platform_device_id *id_entry;
/* MFD cell pointer */
struct mfd_cell *mfd_cell;
/* arch specific additions */
struct pdev_archdata archdata;
};
成员含义const char        *name设备的名字，用于和驱动进行匹配的struct device        dev内核中维护的所有的设备必须包含该成员，u32                num_resources资源个数struct resource        *resource描述资源struct device        dev->release()必须实现，
其中描述硬件信息的成员struct resource
0x139d0000
struct resource {
resource_size_t start;  //表示资源的起始值，           
resource_size_t end;    //表示资源的最后一个字节的地址， 如果是中断，end和satrt相同
const char *name;   // 可不写  
unsigned long flags; //资源的类型
struct resource *parent, *sibling, *child;
};
flags的类型说明
#define IORESOURCE_MEM  0x00000200    //内存
#define IORESOURCE_IRQ  0x00000400    //中断
内核管理的所有的驱动，都必须包含一个叫struct device_driver成员，  //男性描述的硬件，必须包含struct device结构体成员。                                  //女性
struct device_driver {
const char  *name;      
struct bus_type  *bus;
struct module  *owner;
const char  *mod_name; /* used for built-in modules */
bool suppress_bind_attrs; /* disables bind/unbind via sysfs */
const struct of_device_id *of_match_table;
const struct acpi_device_id *acpi_match_table;
int (*probe) (struct device *dev);
int (*remove) (struct device *dev);
void (*shutdown) (struct device *dev);
int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);
int (*resume) (struct device *dev);
const struct attribute_group **groups;
const struct dev_pm_ops *pm;
struct driver_private *p;
};
其中：
const char  *name;
用于和硬件进行匹配。
内核描述硬件，必须包含struct device结构体成员：
struct device {
struct device  *parent;
struct device_private *p;
struct kobject kobj;
const char  *init_name; /* initial name of the device */
const struct device_type *type;
struct mutex  mutex; /* mutex to synchronize calls to
      * its driver.
      */
struct bus_type *bus;  /* type of bus device is on */
struct device_driver *driver; /* which driver has allocated this
        device */
void  *platform_data; /* Platform specific data, device
        core doesn't touch it */
struct dev_pm_info power;
struct dev_pm_domain *pm_domain;
#ifdef CONFIG_PINCTRL
struct dev_pin_info *pins;
#endif
#ifdef CONFIG_NUMA
int  numa_node; /* NUMA node this device is close to */
#endif
u64  *dma_mask; /* dma mask (if dma'able device) */
u64  coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for
          alloc_coherent mappings as
          not all hardware supports
          64 bit addresses for consistent
          allocations such descriptors. */
struct device_dma_parameters *dma_parms;
struct list_head dma_pools; /* dma pools (if dma'ble) */
struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* internal for coherent mem
          override */
#ifdef CONFIG_DMA_CMA
struct cma *cma_area;  /* contiguous memory area for dma
        allocations */
#endif
/* arch specific additions */
struct dev_archdata archdata;
struct device_node *of_node; /* associated device tree node */
struct acpi_dev_node acpi_node; /* associated ACPI device node */
dev_t   devt; /* dev_t, creates the sysfs "dev" */
u32   id; /* device instance */
spinlock_t  devres_lock;
struct list_head devres_head;
struct klist_node knode_class;
struct class  *class;
const struct attribute_group **groups; /* optional groups */
void (*release)(struct device *dev);
struct iommu_group *iommu_group;
bool   offline_disabled:1;
bool   offline:1;
};
其中：
void (*release)(struct device *dev);
不能为空。
2. 如何注册要用注册一个platform驱动的步骤
1）注册驱动platform_device_register
/**
* platform_device_register - add a platform-level device
* @pdev: platform device we're adding
*/
int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
{
device_initialize(&pdev->dev);
arch_setup_pdev_archdata(pdev);
return platform_device_add(pdev);
}
2） 注册设备platform_driver_register
#define platform_driver_register(drv) \
__platform_driver_register(drv, THIS_MODULE)
三、举例1. 开发步骤platform 总线下驱动的开发步骤是：
设备需要实现的结构体是：platform_device 。
1）初始化 resource 结构变量
2）初始化 platform_device 结构变量
3）向系统注册设备：platform_device_register。
以上三步，必须在设备驱动加载前完成，即执行platform_driver_register（）之前，原因是驱动注册时需要匹配内核中所有已注册的设备名。
platform_driver_register（）中添加device到内核最终还是调用的device_add函数。
Platform_device_add和device_add最主要的区别是多了一步insert_resource（p, r），即将platform资源（resource）添加进内核，由内核统一管理。
驱动驱动注册中，需要实现的结构体是：platform_driver 。
在驱动程序的初始化函数中，调用了platform_driver_register（）注册 platform_driver 。
需要注意的是：platform_driver 和 platform_device 中的 name 变量的值必须是相同的【在不考虑设备树情况下，关于设备树，后面会写新的文章详细讲述】 。
这样在
platform_driver_register（） 注册时，会将当前注册的 platform_driver 中的 name
变量的值和已注册的所有 platform_device 中的 name 变量的值进行比较，只有找到具有相同名称的 platform_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。
实例1本例比较简单，只用于测试platform_driver 和platform_device是否可以匹配成功。