Linux平台总线驱动设备模型-总线设备驱动模型

platform总线是一种虚拟的总线，相应的设备则为platform_device，而驱动则为platform_driver。Linux 2.6的设备驱动模型中，把I2C、RTC、LCD等都归纳为platform_device。

总线将设备和驱动绑定，在系统每注册一个设备的时候，会寻找与之匹配的驱动;相反的，在系统每注册一个驱动的时候，会寻找与之匹配的设备，而匹配由总线完成。

Linux2.6系统中定义了一个bus_type的实例platform_bus_type

struct bus_type platform_bus_type = {   
    .name       = "platform",   
    .dev_attrs  = platform_dev_attrs,   
    .match      = platform_match,       //设备和驱动使用match函数来判断是否匹配   
    .uevent     = platform_uevent,   
    .pm     = PLATFORM_PM_OPS_PTR,   
};

/* platform_match函数用于匹配总线中的驱动和设备 */   
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);   
   
    /* match against the id table first */   
    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);   
}

platform_match函数首先判断是否由id_table，如果有则使用id_table来进行匹配，否则，判断platform_device和platform_driver成员里的name，如果二者的name字段相同则匹配，如果匹配则调用platform_driver的probe函数。

platform_device结构体的定义

struct platform_device {   
    const char  * name;         /* 名字 */   
    int     id;   
    struct device   dev;   
    u32     num_resources;      /* 资源总数 */   
    struct resource * resource; /* 资源 */   
   
    struct platform_device_id   *id_entry;   
};

其中有个重要的成员是resource，是设备的资源信息，如IO地址，中断号等。

struct resource {   
    resource_size_t start;      //资源的起始值   
    resource_size_t end;        //资源的结束值   
    const char *name;   
    unsigned long flags;        //资源的类型，如IORESOURCE_IO,IORESOURCE_MEM,IORESOURCE_IRQ,IORESOURCE_DMA   
    struct resource *parent, *sibling, *child;   
};

有的设备可能有多个资源，通常使用platform_get_resource函数来获取资源

/**  
 * platform_get_resource - get a resource for a device  
 * @dev: platform device  
 * @type: resource type  
 * @num: resource index  
 */   
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,   
                       unsigned int type, unsigned int num)   
{   
    int i;   
   
    for (i = 0; i < dev->num_resources; i++) {   
        struct resource *r = &dev->resource[i];   
   
        if (type == resource_type(r) && num-- == 0)   
            return r;   
    }   
    return NULL;   
}

平台设备的注册，使用platform_device_register函数

int platform_device_register(struct platform_device *pdev)   
{   
    device_initialize(&pdev->dev);   
    return platform_device_add(pdev);   
}

platform_device_register函数先通过device_initialize函数初始化platform_device的device成员，然后调用platform_device_add向内核添加一个平台设备。

int platform_device_add(struct platform_device *pdev)   
{   
    int i, ret = 0;   
   
    if (!pdev)  /* 如果pdev为空则返回EINVAL */   
        return -EINVAL;   
   
    /* 如果pdev->dev.parent为空则将pdev->dev.parent设置为platform_bus */   
    if (!pdev->dev.parent)   
        pdev->dev.parent = &platform_bus;   
   
    pdev->dev.bus = &platform_bus_type;  /* 设置总线类型 */   
   
    if (pdev->id != -1)      /* 如果id = -1则表示自动分配name */   
        dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name,  pdev->id);   
    else   
        dev_set_name(&pdev->dev, pdev->name);   
   
    for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {   
        struct resource *p, *r = &pdev->resource[i]; /* 获取资源 */   
   
        if (r->name == NULL)   
            r->name = dev_name(&pdev->dev);   
   
        p = r->parent;   
        if (!p) {   
            if (resource_type(r) == IORESOURCE_MEM) /* 设置资源类型 */   
                p = &iomem_resource;   
            else if (resource_type(r) == IORESOURCE_IO)   
                p = &ioport_resource;   
        }   
   
        if (p && insert_resource(p, r)) {   
            printk(KERN_ERR   
                   "%s: failed to claim resource %d\n",   
                   dev_name(&pdev->dev), i);   
            ret = -EBUSY;   
            goto failed;   
        }   
    }   
   
    pr_debug("Registering platform device '%s'. Parent at %s\n",   
         dev_name(&pdev->dev), dev_name(pdev->dev.parent));   
   
    /* 向内核添加一个device */   
    ret = device_add(&pdev->dev);   
    if (ret == 0)   
        return ret;   
   
 failed:   
    while (--i >= 0) {   
        struct resource *r = &pdev->resource[i];   
        unsigned long type = resource_type(r);   
   
        if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)   
            release_resource(r);   
    }   
   
    return ret;   
}

platform_device_add最终调用device_add来完成平台设备的注册。

相反地，如果要注销平台设备则使用platform_device_unregister函数

void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)   
{   
    platform_device_del(pdev);   
    platform_device_put(pdev);   
}

platform_device_unregister函数调用platform_device_del函数来注销平台设备

void platform_device_del(struct platform_device *pdev)   
{   
    int i;   
   
    if (pdev) {   
        device_del(&pdev->dev);   
   
        for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {   
            struct resource *r = &pdev->resource[i];   
            unsigned long type = resource_type(r);   
   
            if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)   
                release_resource(r);   
        }   
    }   
}

platform_device_del函数调用device_del函数来删除平台设备，相应地，要释放资源应调用release_resource函数，前提是资源的类型必须为IORESOURCE_MEM或者IORESOURCE_IO

platform_driver的定义：

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;   
};

device_driver的定义：

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;   
};

platform_driver结构体有device_driver成员，该成员的各自字段如上所示，device_driver也有probe、remove、shutdown等函数，在平台驱动注册的时候被初始化。

前面说过，当系统中存在有平台设备和平台驱动通过总线的match函数匹配后则会调用platform_driver的probe函数，参数为platform_device，有时候也通过id_table来判断是否匹配。

struct platform_device_id {   
    char name[PLATFORM_NAME_SIZE];   
    kernel_ulong_t driver_data   
            __attribute__((aligned(sizeof(kernel_ulong_t))));   
};

平台驱动的注册使用platform_driver_register函数

int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)   
{   
    drv->driver.bus = &platform_bus_type;   
    if (drv->probe)   
        drv->driver.probe = platform_drv_probe;   
    if (drv->remove)   
        drv->driver.remove = platform_drv_remove;   
    if (drv->shutdown)   
        drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown;   
    if (drv->suspend)   
        drv->driver.suspend = platform_drv_suspend;   
    if (drv->resume)   
        drv->driver.resume = platform_drv_resume;   
    return driver_register(&drv->driver);   
}

先初始化platform_driver里的driver，该driver的类型为device_driver，设置driver的bus为platform_bus_type;设置driver的probe为platform_drv_probe;设置driver的remove为platform_drv_remove;设置driver的shutdown为platform_drv_shutdown;设置driver的suspend为platform_drv_suspend;设置driver的resume为platform_drv_resume，***调用driver_register函数来注册平台驱动。

相反地，要注销平台驱动的话，使用platform_driver_unregister函数

void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)   
{   
    driver_unregister(&drv->driver);   
}