在不同平台的設備下需要主機驅動,如果每個設備都只提供一個設備驅動直接與主機相連,內核代碼將會十分臃腫。將主機驅動和設備驅動分隔開,將會簡化驅動的開發,linux提供總線(bus)、驅動(driver)和設備(device)模型。
當我們向系統注冊一個驅動的時候,總線就會在右側的設備中查找,看看有沒有與之匹配的設備,如果有的話就將兩者聯系起來。同樣的,當向系統中注冊一個設備的時候,總線就會在左側的驅動中查找看有沒有與之匹配的設備,有的話也聯系起來。
在 SOC 中有些外設是沒有總線這個概念的,但是又要使用總線、驅動和設備模型,為了解決此問題, Linux 提出了 platform 這個虛擬總線。
(1)platform總線
Linux系統內核使用bus_type結構體表示總線,此結構體定義在文件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 總線是 bus_type 的一個具體實例,定義在文件 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 函數定義在文件 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); }
采用四種方式匹配:OF 類型的匹配,ACPI 匹配方式,id_table 匹配, name 字段
(2)platform驅動
驅動使用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 函數,當驅動與設備匹配成功以后 probe 函數就會執行。driver 成員,為 device_driver 結構體變量, Linux 內核里面大量使用到了面向對象的思維, device_driver 相當於基類,提供了最基礎的驅動框架。 plaform_driver 繼承了這個基類,然后在此基礎上又添加了一些特有的成員變量。
在編寫 platform 驅動的時候,首先定義一個 platform_driver 結構體變量,然后實現結構體中的各個成員變量,重點是實現匹配方法以及 probe 函數。當驅動和設備匹配成功以后 probe函數就會執行,具體的驅動程序在 probe 函數里面編寫,比如字符設備驅動等等。當我們定義並初始化好 platform_driver 結構體變量以后,需要在驅動入口函數里面調用platform_driver_register 函數向 Linux 內核注冊一個 platform 驅動, platform_driver_register 函數原型如下所示 :
int platform_driver_register (struct platform_driver *driver)
(3)platform設備
如果內核支持設備樹不需要使用platform_device 來描述設備,可以使用設備樹描述設備。
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 表示設備名字,要和所使用的 platform 驅動的 name 字段相同,否則的話設備就無法匹配到對應的驅動;
num_resources 表示資源數量;
resource 表示資源,也就是設備信息
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() 將設備信息注冊到內核中,
int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
當無設備樹的時候,需要編寫設備注冊文件,使用platform_device_register()注冊設備
當有設備輸時,編寫設備樹設備節點,通過of函數讀取設備樹。設備信息可以從設備樹轉化為platform_device結構體,可以通過platform_get_resource()函數進行獲取。
platform流程
平台設備
由struct platform_device來描述
struct platform_device{ const char *name; //設備名 int id; //設備id struct device dev; u32 num_resources; struct resource *resource; //設備資源 }
其中struct resource
struct resource { resource_size_t start; //資源的起始物理地址 resource_size_t end; //資源的結束物理地址 const char *name; unsigned long flags; //資源類型,如MEN、IO、IRQ類型 struct resource *parent, *sibling, *child; //資源鏈表指針 };
struct platform_device由platform_device_alloc()進行分配
struct platform_device *platform_devcie_alloc(const char *name, int id)
獲取設備資源,設備信息,比如外設寄存器。
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
unsigned int type, unsigned int num) //dev:資源所屬的設備 //type:獲取資源類型 //num:獲取的資源數
例如:
paltform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0) //獲取中斷號
由platform_device_add()進行注冊
int platform_devcie_add(struct platform_devcie *pdev)
平台驅動
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; };
平台驅動注冊函數
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); // 分配結構 ret = platform_device_add(my_device); //注冊結構 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