從Linux 2.6 起引入了一套新的驅動管理和註冊機制:Platform_device 和Platform_driver 。
Linux 中大部分的設備驅動,都可以使用這套機制, 設備用Platform_device 表示,驅動用Platform_driver 進行註冊。

Linux platform driver 機制和傳統的device driver 機制( 通過driver_register 函數進行註冊) 相比,一個十分明顯的優勢在於platform 機制將設備本身的資源註冊進內核,由內核統一管理,在驅動程序中使用這些資源時通過platform device 提供的標準接口進行申請並使用。這樣提高了驅動和資源管理的獨立性,並且擁有較好的可移植性和安全性( 這些標準接口是安全的) 。

Platform 機制的本身使用並不復雜,由兩部分組成:platform_device 和platfrom_driver 。
通過Platform 機制開發發底層驅動的大致流程為: 定義platform_device à 註冊platform_device à 定義platform_driver à註冊platform_driver 。

首先要確認的就是設備的資源信息,例如設備的地址,中斷號等。
在2.6 內核中platform 設備用結構體platform_device 來描述,該結構體定義在kernel\include\linux\platform_device.h 中,
struct platform_device {
const char * name;
u32 id;
struct device dev;
u32 num_resources;
struct resource * resource;
};

該結構一個重要的元素是resource ,該元素存入了最為重要的設備資源信息,定義在kernel\include\linux\ioport.h 中,
struct resource {
const char *name;
unsigned long start, end;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};

下面舉s3c2410 平台的i2c 驅動作為例子來說明:
/* 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 ,
}
} ;

這裡定義了兩組resource ,它描述了一個I2C 設備的資源,第1 組描述了這個I2C 設備所佔用的總線地址範圍,IORESOURCE_MEM 表示第1 組描述的是內存類型的資源信息,第2 組描述了這個I2C 設備的中斷號,IORESOURCE_IRQ 表示第2 組描述的是中斷資源信息。設備驅動會根據flags 來獲取相應的資源信息。

有了resource 信息,就可以定義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 ,
} ;
定義好了platform_device 結構體後就可以調用函數platform_add_devices 向系統中添加該設備了,之後可以調用platform_driver_register() 進行設備註冊。要注意的是,這裡的platform_device 設備的註冊過程必須在相應設備驅動加載之前被調用,即執行platform_driver_register 之前, 原因是因為驅動註冊時需要匹配內核中所以已註冊的設備名。

s3c2410-i2c 的platform_device 是在系統啟動時,在cpu.c 裡的s3c_arch_init() 函數里進行註冊的,這個函數申明為arch_initcall(s3c_arch_init); 會在系統初始化階段被調用。
arch_initcall 的優先級高於module_init 。所以會在Platform 驅動註冊之前調用。( 詳細參考include/linux/init.h)

s3c_arch_init 函數如下:
/* arch/arm/mach-3sc2410/cpu.c */
static int __init s3c_arch_init ( void )
{
int ret ;
…… /*這裡board指針指向在mach-smdk2410.c裡的定義的smdk2410_board,裡麵包含了預先定義的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 ) ;






//在這裡進行註冊

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 ;
}

同時被註冊還有很多其他平台的platform_device ,詳細查看arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c 裡的smdk2410_devices 結構體。


驅動程序需要實現結構體struct platform_driver ,參考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" ,
} ,
} ;

在驅動初始化函數中調用函數platform_driver_register() 註冊platform_driver ,需要注意的是s3c_device_i2c 結構中name 元素和s3c2410_i2c_driver 結構中driver.name 必須是相同的,這樣在platform_driver_register() 註冊時會對所有已註冊的所有platform_device 中的name 和當前註冊的platform_driver 的driver.name 進行比較,只有找到相同的名稱的platfomr_device 才能註冊成功,當註冊成功時會調用platform_driver 結構元素probe 函數指針,這裡就是s3c24xx_i2c_probe, 當進入probe 函數後,需要獲取設備的資源信息,常用獲取資源的函數主要是:
struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);
根據參數type 所指定類型,例如IORESOURCE_MEM ,來獲取指定的資源。

struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);
獲取資源中的中斷號。



下面舉s3c24xx_i2c_probe 函數分析, 看看這些接口是怎麼用的。
前面已經講了,s3c2410_i2c_driver 註冊成功後會調用s3c24xx_i2c_probe 執行,下面看代碼:
/* 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 ) ; /*獲取設備的IO資源地址*/
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 ) ; /*申請這塊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 ) ; /*映射至內核虛擬空間*/

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 ) ; /*獲取設備IRQ中斷號*/

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 , /*申請IRQ */
pdev - > name , i2c ) ;

…… return ret ; }




小思考:
那什麼情況可以使用platform driver 機制編寫驅動呢?
我的理解是只要和內核本身運行依賴性不大的外圍設備( 換句話說只要不在內核運行所需的一個最小系統之內的設備), 相對獨立的, 擁有各自獨自的資源(addresses and IRQs) ,都可以用platform_driver 實現。如:lcd,usb,uart 等,都可以用platfrom_driver 寫,而timer,irq 等最小系統之內的設備則最好不用platfrom_driver 機制,實際上內核實現也是這樣的。

參考資料:
linux-2.6.24/Documentation/driver-model/platform.txt

《platform _device 和platform_driver 註冊過程》
http://blog.chinaunix.net/u2/60011/showart.php?id=1018999

http://www.eetop.cn/blog/html/45/11145-676.html

REF//http://www.diybl.com/course/6_system/linux/linuxjs/200871/129585.html

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