在不同平台的设备下需要主机驱动,如果每个设备都只提供一个设备驱动直接与主机相连,内核代码将会十分臃肿。将主机驱动和设备驱动分隔开,将会简化驱动的开发,linux提供总线(bus)、驱动(driver)和设备(device)模型。
当我们向系统注册一个驱动的时候,总线就会在右侧的设备中查找,看看有没有与之匹配的设备,如果有的话就将两者联系起来。同样的,当向系统中注册一个设备的时候,总线就会在左侧的驱动中查找看有没有与之匹配的设备,有的话也联系起来。
在 SOC 中有些外设是没有总线这个概念的,但是又要使用总线、驱动和设备模型,为了解决此问题, Linux 提出了 platform 这个虚拟总线。
(1)platform总线
Linux系统内核使用bus_type结构体表示总线,此结构体定义在文件include/linux/device.
struct bus_type { const char *name; const char *dev_name; struct device *dev_root; const struct attribute_group **bus_groups; const struct attribute_group **dev_groups; const struct attribute_group **drv_groups; int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv); int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env); int (*probe)(struct device *dev); int (*remove)(struct device *dev); void (*shutdown)(struct device *dev); int (*online)(struct device *dev); int (*offline)(struct device *dev); int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state); int (*resume)(struct device *dev); int (*num_vf)(struct device *dev); int (*dma_configure)(struct device *dev); const struct dev_pm_ops *pm; const struct iommu_ops *iommu_ops; struct subsys_private *p; struct lock_class_key lock_key; bool need_parent_lock; };
platform 总线是 bus_type 的一个具体实例,定义在文件 drivers/base/platform.c
struct bus_type platform_bus_type = { .name = "platform", .dev_groups = platform_dev_groups, .match = platform_match, .uevent = platform_uevent, .pm = &platform_dev_pm_ops, };
platform_match 函数定义在文件 drivers/base/platform.c 中
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); /*When driver_override is set,only bind to the matching driver*/ if (pdev->driver_override) return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name); /* Attempt an OF style match first */ if (of_driver_match_device(dev, drv)) return 1; /* Then try ACPI style match */ if (acpi_driver_match_device(dev, drv)) return 1; /* Then try to match against the id table */ 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); }
采用四种方式匹配:OF 类型的匹配,ACPI 匹配方式,id_table 匹配, name 字段
(2)platform驱动
驱动使用platform_driver表示,
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 (*resume)(struct platform_device *); struct device_driver driver; const struct platform_device_id *id_table; bool prevent_deferred_probe; };
probe 函数,当驱动与设备匹配成功以后 probe 函数就会执行。driver 成员,为 device_driver 结构体变量, Linux 内核里面大量使用到了面向对象的思维, device_driver 相当于基类,提供了最基础的驱动框架。 plaform_driver 继承了这个基类,然后在此基础上又添加了一些特有的成员变量。
在编写 platform 驱动的时候,首先定义一个 platform_driver 结构体变量,然后实现结构体中的各个成员变量,重点是实现匹配方法以及 probe 函数。当驱动和设备匹配成功以后 probe函数就会执行,具体的驱动程序在 probe 函数里面编写,比如字符设备驱动等等。当我们定义并初始化好 platform_driver 结构体变量以后,需要在驱动入口函数里面调用platform_driver_register 函数向 Linux 内核注册一个 platform 驱动, platform_driver_register 函数原型如下所示 :
int platform_driver_register (struct platform_driver *driver)
(3)platform设备
如果内核支持设备树不需要使用platform_device 来描述设备,可以使用设备树描述设备。
struct platform_device { const char *name; int id; bool id_auto; struct device dev; u64 platform_dma_mask; u32 num_resources; struct resource *resource; const struct platform_device_id *id_entry; char *driver_override; /* Driver name to force a match */ /* MFD cell pointer */ struct mfd_cell *mfd_cell; /* arch specific additions */ struct pdev_archdata archdata; };
name 表示设备名字,要和所使用的 platform 驱动的 name 字段相同,否则的话设备就无法匹配到对应的驱动;
num_resources 表示资源数量;
resource 表示资源,也就是设备信息
struct resource { resource_size_t start; resource_size_t end; const char *name; unsigned long flags; struct resource *parent, *sibling, *child; };
使用platform_device_register() 将设备信息注册到内核中,
int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
当无设备树的时候,需要编写设备注册文件,使用platform_device_register()注册设备
当有设备输时,编写设备树设备节点,通过of函数读取设备树。设备信息可以从设备树转化为platform_device结构体,可以通过platform_get_resource()函数进行获取。
platform流程
平台设备
由struct platform_device来描述
struct platform_device{ const char *name; //设备名 int id; //设备id struct device dev; u32 num_resources; struct resource *resource; //设备资源 }
其中struct resource
struct resource { resource_size_t start; //资源的起始物理地址 resource_size_t end; //资源的结束物理地址 const char *name; unsigned long flags; //资源类型,如MEN、IO、IRQ类型 struct resource *parent, *sibling, *child; //资源链表指针 };
struct platform_device由platform_device_alloc()进行分配
struct platform_device *platform_devcie_alloc(const char *name, int id)
获取设备资源,设备信息,比如外设寄存器。
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
unsigned int type, unsigned int num) //dev:资源所属的设备 //type:获取资源类型 //num:获取的资源数
例如:
paltform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0) //获取中断号
由platform_device_add()进行注册
int platform_devcie_add(struct platform_devcie *pdev)
平台驱动
由platdorm_driver描述
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 (*resume)(struct platform_device *); struct device_driver driver; };
平台驱动注册函数
int platform_driver_register(struct platform_driver *)
platform_device.c
#include <linux/device.h> #include <linux/modele.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/init.h> #include <linux/string.h> #include <linux/platform.h> //#include <linux/modele.h> MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); static struct platform_device *my_device; static int __init my_device_init(void) { int ret = 0; my_device = platform_device_alloc("my_dev", -1); // 分配结构 ret = platform_device_add(my_device); //注册结构 if(ret) { platform_device_put(my_device); } return ret; } static void my_device_exit(void) { platform_device_unregister(my_device); } module_init(my_device_init); module_exit(my_device_exit);
platform_drivier.c
#include <linux/device.h> #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/init.h> #include <linux/string.h> #include <linux/platform_device.h> static int my_probe(struct device *dev) { printk("Driver found device which my driver can handle!\n"); return 0; } static int my_remove(struct device *dev) { printk("Driver found device unpluged!\n"); return 0; } static struct platform_driver my_driver = { .probe = my_probe, .remove = my_remove, .driver = { .owner = THIS_MODULE, .name = "my_dev", }, }; static int __init my_driver_init(void) { return platform_driver_register(&my_driver); } static void my_driver_exit(void) { platform_driver_unregister(&my_driver); } module_init(my_driver_init); module_exit(my_driver_exit);
make platform_device.c 成功
insmod platform_device.ko