linux设备驱动之platform平台总线工作原理

Posted 2020-09-04

5.5.5.platform平台总线工作原理2

5.5.5.1、平台总线体系的工作流程

（1）第一步：linux内核系统启动时在bus系统中注册platform。

1、什么叫做bus系统，操作系统中有一套管理总线的体系，内核里有一个子系统，就叫做总线子系统。就是内核来管理总线的。bus系统在内核启动时建立起来，比platform建立的时间还要早，bus系统的是由内核编写的人提供的，我们将来分析代码的时候不需要去分析他。在bus系统起来以后，就需要在bus系统中注册这个platform平台总线的bus，将其注册到bus系统中，来让内核的bus系统来进行管理，因为bus系统是来管理总线的嘛，所以你想要使用一种总线，自然要将这个总线注册到bus系统中，让其来进行管理，这个注册的过程将来可以分析一下，来知道platform平台总线是怎么注册的。

第一步做的就是系统起来时，先把这套体系构建起来，什么体系，当然是bus系统管理platform等总线的这个体系构建起来，以及platform总线注册到bus系统中，platform这个平台总线体系可以工作起来。bus系统能工作管理其他总线，platform总线能工作。这是第一步

（2）第二步：内核移植的人负责提供platform_device

何为内核移植的人，就是uboot移植、Linux内核移植、构建rootfs，做这些工作的人，这些人首先要提供platform_device，比如你的板子上有4个led灯，那么你在移植这个板子的时候，系统中就应该提供led对应的platform_device（因为led灯是扩展到cpu地址总线上去的，根据前面讲的，这类设备是属于platform平台下的，所以既然有了led这个设备，那么移植的人就要提供platform总线下的platform_device这个led设备），要提供platform_device对应的那个结构体变量，一个platform_device结构体变量对应的就是一个led设备，这个结构体就是对设备的一种抽象。这个变量的定义是由内核移植的人来负责的，内核移植说白了，就是将硬件的相关信息写到软件里面去，比如你用到了几个led，你的led对应的gpio是什么，需不要用到中断什么的，这些都是系统移植的人做的，所以系统移植的人，需要先将platform_device个注册好，理论上platform_device是由系统移植的人提供的，但是如果没有提供，那些驱动的人需要自己给他填上。

提供的意思就是你要编写相关的代码，一般platform_device你提供这个代码的时候，一般是在mach-什么什么的文件中进行提供，对应你的Soc的名字，系统移植的人提供板子上的硬件的platform_device对应的结构体变量，要放在mach-xxx的文件中，xxx一般为soc的名字。

像我在mach-smdkv210.c文件中找到了许多platform_device类型结构体定义变量，这些变量都是对应于Soc中属于平台总线下的一些硬件设备。

如：DM9000设备对应的平台总线platform下的设备platform_device定义的结构体变量smdkv210_dm9000

static struct platform_device smdkv210_dm9000 = {

.name = "dm9000",

.id = -1,

.num_resources = ARRAY_SIZE(smdkv210_dm9000_resources),

.resource = smdkv210_dm9000_resources,

.dev = {

.platform_data = &smdkv210_dm9000_platdata,

},

};

其中name成员表示设备的名字，很显然是dm9000，num_resources成员是表示该设备使用的资源个数，使用了几个资源，资源包括内存，io等，resource表示所使用的具体资源，指向的是一个含有资源的一个数组，数组中的元素个数，也就是资源个数是用的ARRAY_SIZE(smdkv210_dm9000_resources)，方法来计算出使用的资源个数，其实就是资源数组的总大小/数组一个元素的大小，只是这里是用的宏的方式来实现的。

如：

static struct platform_device smdkv210_lcd_lte480wv = {

.name = "platform-lcd",

.dev.parent = &s3c_device_fb.dev,

.dev.platform_data = &smdkv210_lcd_lte480wv_data,

};

lcd的platform_device。

最后用的一个总的表示smdk设备的platform_device的结构体数组，这个数组表示该Soc所有的现在使用的platform总线下的设备。

如：

static struct platform_device *smdkv210_devices[] __initdata = {

&s3c_device_adc,

&s3c_device_cfcon,

&s3c_device_fb,

&s3c_device_hsmmc0,

&s3c_device_hsmmc1,

&s3c_device_hsmmc2,

&s3c_device_hsmmc3,

&s3c_device_i2c0,

&s3c_device_i2c1,

&s3c_device_i2c2,

&s3c_device_rtc,

&s3c_device_ts,

&s3c_device_usb_hsotg,

&s3c_device_wdt,

&s5p_device_fimc0,

&s5p_device_fimc1,

&s5p_device_fimc2,

&s5p_device_fimc_md,

&s5p_device_jpeg,

&s5p_device_mfc,

&s5p_device_mfc_l,

&s5p_device_mfc_r,

&s5pv210_device_ac97,

&s5pv210_device_iis0,

&s5pv210_device_spdif,

&samsung_asoc_idma,

&samsung_device_keypad,

&smdkv210_dm9000,

&smdkv210_lcd_lte480wv,

};

定义了一个platform_device类型的结构体指针数组，数组里面每一个元素都是一个指针，都指向一个platform_device类型的抽象出来的设备。

最后使用

platform_add_devices(smdkv210_devices, ARRAY_SIZE(smdkv210_devices));

函数将当前smdkv210_devices中的所有platform_device设备进行添加，这个函数里面的内容实际上就是注册设备的操作。

如下：

int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)

{

int i, ret = 0;

for (i = 0; i < num; i++) {

ret = platform_device_register(devs[i]);

if (ret) {

while (--i >= 0)

platform_device_unregister(devs[i]);

break;

}

}

return ret;

}

此时可以说，该Soc的属于platform平台总线下的platform_device所有设备才注册到了platform总线中。之后就等待写驱动的人将平台总线下的platform_driver写好，所有的平台设备驱动写好，然后进行注册到platform总线中。

（3）第三步：写驱动的人负责提供platform_driver

提供的意思就是你要编写相关的代码，写驱动的人需要将对应的platform_device的驱动给写好，比如dm9000设备，驱动的人就需要写一个关于dm9000这个platform_device设备的驱动platform_driver。

如：

static struct platform_driver dm9000_driver = {

.driver = {

.name    = "dm9000",

.owner = THIS_MODULE,

.pm = &dm9000_drv_pm_ops,

},

.probe   = dm9000_probe,

.remove  = dm9000_drv_remove,

};

这就是需要的人要实现的，.name是驱动的名字，因为设备和驱动是通过名字来进行匹配的，所以名字一定不能写错，.owner应该是说明这是个驱动模块。.pm是电源管理对应的电源管理函数。.probe是dm9000的探测函数，.remove是dm9000的卸载函数，这些函数都是要写驱动的人去实现的，实现好后，绑定到这个dm9000_driver的函数指针成员中。然后调用platform提供的注册函数，注册这个驱动到platform总线中。platform总线将来就会利用match函数来发现driver和device从而来进行匹配。找到匹配上后，就会执行驱动的probe函数来完成探测初始化和安装，然后就工作起来了。

（4）第四步：platform的match函数发现driver和device匹配后，调用driver和probe函数来完成驱动的初始化和安装，然后设备就工作起来了

platform总线，他的地位有这系统的管理员的地位，来管理该总线下的驱动和设备，platform_device和platform_driver各自像管理员platform总线去注册自己，从而让platform总线这个管理员来进行管理，来用match进行设备和驱动的匹配。通过platform总线下的platform_device这个分支，是一个链表来管理的，找这些设备的name，然后在通过platform总线下的platform_driver这个分支，也是一个链表来进行找设备的name名字，如果在驱动这个分支中找到了这个name，说明这个设备有这个驱动，然后驱动对应的函数等就开始工作了。

5.5.5.2、代码分析

1、platform.c中入口函数，就是platform_bus_init函数，这个函数就是platform这个总线本身自己初始化，本身自己安装注册到bus系统中的时候。

int __init platform_bus_init(void)

{

int error;

early_platform_cleanup();

error = device_register(&platform_bus);//这句话的作用就是在目录下弄出来一个platform

//目录，在device目录下

if (error)

return error;

error =  bus_register(&platform_bus_type); //注册platform到bus系统中，在bus目录下会

//看到platform

if (error)

device_unregister(&platform_bus);

return error;

}

其中

struct bus_type platform_bus_type = {

.name = "platform",

.dev_attrs = platform_dev_attrs,

.match = platform_match,

.uevent = platform_uevent,

.pm = &platform_dev_pm_ops,

};

中的.match方法就是给platform总线下的驱动和设备来提供匹配的方法。

2、每种总线，都会带一个match方法，用来对总线下的device和driver进行匹配，理论上每种总线匹配device和driver的方法是不一样的，比如看name，看id，但实际上匹配都是看name进行匹配的。match函数怎么写的，就是怎么匹配设备和驱动的。platform_match函数就是平台总线的一个match匹配方法。

如下：

static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)

{

struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);//这个宏是里面有一个continer

//宏，用来给一个结构体成员的指针，来得到整个结构体的首地址的。因为struct device是所有设备

//都用的部分，每一个设备中都会有这么一个struct device，所以可以通过platform_device中的

//struct device来找到struct platform_device这个结构体的首地址。

//同时因为这个总线是由struct bus_type来定义出来的platform_bus_type，但是bus_type不知道

//自己这个这个总线类型结构体将来会定义出来什么结构体，所以bus_type里面的match函数指针的

//参数只能是struct device和struct driver而不能是struct platform_device和struct //platform_driver，所以只能是struct device，从而因为所有设备都有struct device，所以就能找

//到每个总线下的设备，比如struct platform_device，是这么玩的

struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);

/* 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) //如果pdrv中的id表是非空的，则条用下面的这个函数进行匹配

return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;

/* fall-back to driver name match */

return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);    //如果pdrv的id是空的，则直接比较

//名字name是否相同来进行匹配

}

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