platform 架构

Posted 2020-12-04 s-ong

1. 简介：

转自： https://blog.csdn.net/qqliyunpeng/article/details/52700331

1.1 platform 总线是虚拟总线，当使用这个虚拟总线是带来的好处主要有两点：

（1）使得设备被挂接在一个总线上，因此，符合 Linux 2.6 的设备模型。其结果是，配套的sysfs 结点、设备电源管理都成为可能。

（2）隔离BSP和驱动。在BSP中定义platform 设备和设备使用的资源、设备的具体配置信息，而在驱动中，只需要通过通用 API 去获取资源和数据，做到了板相关代码和驱动代码的分离，使得驱动具有更好的可扩展性和跨平台性。

1.2 对platform中的设备和驱动的理解可以用如下的比喻：

总线是红娘，设备是男方，驱动是女方：
    红娘负责男方和女方的撮合
    男方或女方找到红娘，来登记，看有没有合适的姑娘 -- 设备或驱动的注册
    红娘这个时候看看有没有合适的八字（二者的name字段） -- match 函数进行匹配，看name是不是相同
    如果没有，就等着，知道匹配的了，就结婚，结完婚，男方向女方交代，我有多少存款，我的房子在哪，钱放哪等等（struct resource *resource），女方去拿存款买菜啦，买衣服了等等（匹配成功后执行 int (*probe)(struct platform_device *) 匹配成功后执行的第一个函数），当然，如果男的跟小三跑了，女方也不会继续下去的。

1.3 在 linux 系统中，设备可以是：

    模块文件

    平台文件 (arch/arm/mach-s3c24xx/mach-mini2440.c)

    设备树文件 (arch/arm/boot/dts/)

 

2. 下面就介绍介绍如何使用 platform 总线：

2.1 函数原型

①设备：相关结构体是 struct platform_device

②驱动：相关结构体是 struct platform_driver

需要包含的头文件是：linux/platform_device.h

struct platform_device {

const char * name; / * 设备名 */

u32 id;

struct device dev;

u32 num_resources; / * 设备所使用各类资源数量 */

struct resource * resource; / * 资源 */

};

struct platform_driver {

int (*probe)(struct platform_device *);//驱动和设备匹配成功，内核自动调用

int (*remove)(struct platform_device *);//匹配后分开的时候，执行

void (*shutdown)(struct platform_device *);

int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);

int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);

int (*resume_early)(struct platform_device *);

int (*resume)(struct platform_device *);

struct pm_ext_ops *pm;

struct device_driver driver;

};

 

①②的实现都遵循： --定义，初始化，注册，释放，

过程	设备	驱动
定义	成员.dev.release 的函数实现	.probe .remove 的函数实现
初始化	struct platform_device test_device = {...}	struct platform_driver test_driver = {...}
注册	platform_device_register(&test_device);	platform_driver_register(&test_driver);
释放	platform_device_unregister(&test_device);	platform_driver_unregister(&test_driver);

 

总线的匹配函数在 platform_bus_type 实例中的 match 函数，匹配的方法是看 device 和 driver 的名字是不是相同

 

2.2 注册和注销

platform_device的定义通常在 BSP 的板文件中实现，在板文件中，将 platform_device 归纳为一个数组，最终通过 platform_add_devices() 函数统一注册。

platform_add_devices() 函数可以将平台设备添加到系统中，这个函数的原型为：

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

devs，平台设备数组的指针

num，平台设备的数量

它内部调用了 platform_device_register() 函数用于注册单个的平台设备。

 

platform_driver 通过platform_driver_register()、platform_driver_unregister()函数进行platform_driver 的注册与注销，而原先对于模块中的字符设备的注册和注销工作要移交到 platform_driver 的 probe() 和 remove() 成员函数中。

 

2.3 为设备添加资源和数据

在 struct platform_device 中填充 struct resource结构体：

struct resource test_res={

    .start = 11,

    .end   = 22,

    .flags = IORESOURCE_MEM,

};

 

内容：

    .start，区域的开始地址，如果是内存类型，表示内存的开始地址，如果是IRQ，则表示中断号的开始值

    .end，区域的结束地址，如果是内存类型，表示内存的结束地址，如果是IRQ，则表示中断号的结束值，如果只有一个中断，则开始值和结束值相同

    .flags，类型：

        IORESOURCE_MEM    ，内存类型

        IORESOURCE_IRQ       ，中断类型

IORESOURCE_DMA     ，

            ...

 

驱动侧用platform_get_resource 来获得设备信息：

一般使用方法：

struct resource * res =NULL;

    res=platform_get_resource(dev,IORESOURCE_MEM,0);

 

函数的原型：

struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,

                                                                unsigned int type, unsigned int num)

参数：

    dev，struct platform_device 结构体

    type，同传递过来的设备信息中的flags，有IORESOURCE_MEM    、IORESOURCE_IRQ       ...

    num，同类设备信息的索引，比如类型相同的IORESOURCE_MEM，num会被系统自动分配，从0开始

 

设备除了可以在 BSP 中定义资源以外，还可以附加一些数据信息，因为对设备的硬件描述除了中断、内存、DMA 通道以外，可能还会有一些配置信息，而这些配置信息也依赖于板，不适宜直接放置在设备驱动本身，因此，platform 也提供了 platform_data 的支持。platform_data 的形式是自定义的，如对于 DM9000 网卡而言，platform_data 为一个 dm9000_plat_data 结构体，我们就可以将 MAC 地址、总线宽度、板上有无 EEPROM 信息等放入 platform_data：

 

static struct dm9000_plat_data ldd6410_dm9000_platdata = {

.flags = DM9000_PLATF_16BITONLY | DM9000_PLATF_NO_EEPROM,

.dev_addr = { 0x0, 0x16, 0xd4, 0x9f, 0xed, 0xa4 },

};

 

static struct platform_device ldd6410_dm9000 = {

.name= "dm9000",

.id= 0,

.num_resources= ARRAY_SIZE(ldd6410_dm9000_resource),

.resource =ldd6410_dm9000_resource,

.dev = {

.platform_data = &ldd6410_dm9000_platdata,

}

};

而在 DM9000 网卡的驱动中，通过如下方式就拿到了 platform_data：

struct dm9000_plat_data *pdata = pdev->dev.platform_data;

其中，pdev 为 platform_device 的指针。

 

2.4 对platform的理解可以用如下图：

 

3. 例子：

3.1 对于一个普通的platform架构的程序很简单：

#include <linux/module.h> 
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int driver_probe(struct platform_device *dev)
{
    printk("platform: match ok! ");
    return 0;
}

static int driver_remove(struct platform_device *dev)
{
    printk("platform: driver remove ");
    return 0;
}

static void device_release(struct device *dev)
{
    printk("platform: device release ");
}

struct platform_device test_device = {
    .id = -1,
    .name = "test_device1",
    .dev.release = device_release, 
};

struct platform_driver test_driver = {
    .probe = driver_probe,
    .remove = driver_remove,
    .driver = {
        .name = "test_device",
    },
};

static int __init s5pc100_platform_init(void)
{
    platform_device_register(&test_device);
    platform_driver_register(&test_driver);
    return 0;
}

static void __exit s5pc100_platform_exit(void)
{
    platform_device_unregister(&test_device);
    platform_driver_unregister(&test_driver);
}

module_init(s5pc100_platform_init);
module_exit(s5pc100_platform_exit);

Makefile 参照前边的内容，是一样的

3.2 而对于设备资源的取得例子如下：

一个设备信息：
.
├── dev
│   ├── dev.c
│   └── Makefile
└── dri
    ├── dri.c
    └── Makefile


dev.c
#include <linux/module.h> 
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

struct resource test_res={
    .start = 11,
    .end   = 22,
    .flags = IORESOURCE_MEM,
};

static void device_release(struct device *dev)
{
    printk("platform: device release ");
}

struct platform_device test_device = {
    .id = -1,
    .name = "test_device",
    .dev.release = device_release,
    .num_resources =1,
    .resource = &test_res,
};

static int __init s5pc100_platform_init(void)
{
    printk("dev init ");
    platform_device_register(&test_device);
    return 0;
}

static void __exit s5pc100_platform_exit(void)
{
    printk("dev exit ");
    platform_device_unregister(&test_device);
}

module_init(s5pc100_platform_init);
module_exit(s5pc100_platform_exit);

dri.c
#include <linux/module.h> 
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int driver_probe(struct platform_device *dev)
{
    struct resource * res =NULL;
    printk("platform: match ok! ");
    res=platform_get_resource(dev,IORESOURCE_MEM,0);
    if(res == NULL)
    {
        printk("platform_get_resource error ");
        return -EINVAL;
    }
    printk("res->start:%d ",res->start); //11
    printk("res->end:%d ",res->end);     //22
    printk("res->flags:%#x ",res->flags); //0x200

    printk("platform probe end ");
    return 0;
}

static int driver_remove(struct platform_device *dev)
{
    printk("platform: driver remove ");
    return 0;
}

struct platform_driver test_driver = {
    .probe = driver_probe,
    .remove = driver_remove,
    .driver = {
        .name = "test_device",
    },
};

static int __init s5pc100_platform_init(void)
{
    printk("dri init ");
    platform_driver_register(&test_driver);
    return 0;
}

static void __exit s5pc100_platform_exit(void)
{
    printk("dri exit ");
    platform_driver_unregister(&test_driver);
}

module_init(s5pc100_platform_init);
module_exit(s5pc100_platform_exit);

Makefile这里也不写出来，参照前边的写法

运行结果如下：

$sudo insmod dev.ko 
$ dmesg
[ 2988.851954] dev init
$ cd ../dri/
$ sudo insmod dri.ko 
$ dmesg
[ 2988.851954] dev init
[ 3008.968420] dri init
[ 3008.968466] platform: match ok!
[ 3008.968467] res->start:11
[ 3008.968468] res->end:22
[ 3008.968469] res->flags:0x200
[ 3008.968469] platform probe end
$ sudo rmmod dev 
$ dmesg
[ 2988.851954] dev init
[ 3008.968420] dri init
[ 3008.968466] platform: match ok!
[ 3008.968467] res->start:11
[ 3008.968468] res->end:22
[ 3008.968469] res->flags:0x200
[ 3008.968469] platform probe end
[ 3025.176478] dev exit
[ 3025.176508] platform: driver remove
[ 3025.176556] platform: device release
$ sudo rmmod dri               
$ sudo rmmod dri 
$ dmesg
[ 2988.851954] dev init
[ 3008.968420] dri init
[ 3008.968466] platform: match ok!
[ 3008.968467] res->start:11
[ 3008.968468] res->end:22
[ 3008.968469] res->flags:0x200
[ 3008.968469] platform probe end
[ 3025.176478] dev exit
[ 3025.176508] platform: driver remove
[ 3025.176556] platform: device release
[ 3035.936023] dri exit

3.3 多个设备信息：

结构如上边一个设备信息

dev.c
#include <linux/module.h> 
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

struct resource test_res[]={
    [0]={
        .start = 11,
        .end   = 22,
        .flags = IORESOURCE_MEM,
    },
    [1]={
        .start = 99,
        .end   = 99,
        .flags = IORESOURCE_IRQ,
    },
    [2]={
        .start = 33,
        .end   = 44,
        .flags = IORESOURCE_MEM,
    },
};
static void device_release(struct device *dev)
{
    printk("platform: device release ");
}

struct platform_device test_device = {
    .id = -1,
     .name = "test_device",
    .dev.release = device_release,
    .num_resources =ARRAY_SIZE(test_res),
    .resource = test_res,
};

static int __init s5pc100_platform_init(void)
{
    printk("dev init ");
    platform_device_register(&test_device);
    return 0;
}

static void __exit s5pc100_platform_exit(void)
{
    printk("dev exit ");
    platform_device_unregister(&test_device);
}

module_init(s5pc100_platform_init);
module_exit(s5pc100_platform_exit);


dri.c
#include <linux/module.h> 
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int driver_probe(struct platform_device *dev)
{
    struct resource * res =NULL;
    printk("platform: match ok! ");
     res=platform_get_resource(dev, IORESOURCE_MEM, 0);
    if(res == NULL)
    {
        printk("platform_get_resource error ");
        return -EINVAL;
    }
    printk("res->start:%d ",res->start); //11
    printk("res->end:%d ",res->end);     //22
    printk("res->flags:%#x ",res->flags); //0x200

    res=platform_get_resource(dev, IORESOURCE_MEM, 1);
    if(res == NULL)
    {
        printk("platform_get_resource error ");
        return -EINVAL;
    }
    printk("res->start:%d ",res->start);   //33
    printk("res->end:%d ",res->end);     //44
    printk("res->flags:%#x ",res->flags); //0x200

    res=platform_get_resource(dev,IORESOURCE_IRQ,0);
    if(res == NULL)
    {
        printk("platform_get_resource error ");
        return -EINVAL;
    }
    printk("res->start:%d ",res->start);   //99
    printk("res->end:%d ",res->end);     //99
    printk("res->flags:%#x ",res->flags); //0x400

    printk("platform probe end ");
    return 0;
}

static int driver_remove(struct platform_device *dev)
{
    printk("platform: driver remove ");
    return 0;
}

struct platform_driver test_driver = {
    .probe = driver_probe,
    .remove = driver_remove,
    .driver = {
        .name = "test_device",
    },
};

static int __init s5pc100_platform_init(void)
{
    printk("dri init ");
    platform_driver_register(&test_driver);
    return 0;
}

static void __exit s5pc100_platform_exit(void)
{
    printk("dri exit ");
    platform_driver_unregister(&test_driver);
}

module_init(s5pc100_platform_init);
module_exit(s5pc100_platform_exit);


运行结果也不再打印