Linux设备模型之platform总线

长平狐 发布于 2012/09/03 12:46
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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 à 注册 platform_device à 定义 platform_driver à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:

/* arch/arm/mach-s3c2410/devs.c */ 
/* I2C */ 
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, 

};


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:

/* drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c */ 
static int s3c24xx_i2c_probe(struct platform_device *pdev) 

struct s3c24xx_i2c *i2c = &s3c24xx_i2c; 
struct resource *res; 
int ret; 
/* find the clock and enable it */ 
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); 
/* map the registers */ 
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); /* 获取设备的IO资源地址 */ 
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); /* 申请这块IO Region */ 
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); /* 映射至内核虚拟空间 */ 
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); 
/* setup info block for the i2c core */ 
i2c-》adap.algo_data = i2c; 
i2c-》adap.dev.parent = &pdev-》dev; 
/* initialise the i2c controller */ 
ret = s3c24xx_i2c_init(i2c); 
if (ret != 0) 
goto out; 
/* find the IRQ for this unit (note, this relies on the init call to ensure no current IRQs pending */ 
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0); /* 获取设备IRQ中断号 */ 
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, /* 申请IRQ */ 
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。


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_driver_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:

/* arch/arm/mach-3sc2410/cpu.c */ 
static int __init s3c_arch_init(void) 

int ret; 
……

/* 这里board指针指向在mach-smdk2410.c里的定义的smdk2410_board,里面包含了预先定义的I2C Platform_device等。 */

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); 


/* mask any error, we may not need all these board 
* devices */ 
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

/* device driver for platform bus bits */ 
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”, 
}, 
};


原文链接:http://blog.csdn.net/hanchaoman/article/details/7218894
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