Linux内核驱动的platform机制

从Linux 2.6起引入了一套新的驱动管理和注册机制：platform_device和platform_driver。Linux中大部分的设备驱动，都可以使用这套机制，设备用platform_device表示，驱动用platform_driver进行注册。

Linux platform driver机制和传统的device driver 机制(通过driver_register函数进行注册)相比，一个十分明显的优势在于platform机制将设备本身的资源注册进内核，由内核统一管理，在驱动程序中使用这些资源时通过platform device提供的标准接口进行申请并使用。这样提高了驱动和资源管理的独立性，并且拥有较好的可移植性和安全性(这些标准接口是安全的)。platform机制的本身使用并不复杂，由两部分组成：platform_device和platfrom_driver。通过platform机制开发底层设备的流程是申请platform_device,注册platform_device,注册platform_driver

platform_device结构体用来描述设备的名称、资源信息等。该结构被定义在include/linux/platform_device.h中，定义原型如下：

struct platform_device {

const char * name; //定义平台设备的名称

int id;

struct device dev;

u32 num_resources;

struct resource * resource; //定义平台设备的资源。

};

下面来看一下platform_device结构体中最重要的一个成员struct resource * resource。struct resource被定义在include/linux/ioport.h中，定义原型如下：

struct resource {

resource_size_t start; //定义资源的起始地址

resource_size_t end; //定义资源的结束地址

const char *name; //定义资源的名称

unsigned long flags; //定义资源的类型，比如MEM，IO，IRQ，DMA类型

struct resource *parent, *sibling, *child; //资源链表指针

};

通过调用函数platform_add_devices()向系统中添加该设备了，该函数内部调用platform_device_register( )进行设备注册。要注意的是，这里的platform_device设备的注册过程必须在相应设备驱动加载之前被调用，即执行platform_driver_register()之前，原因是驱动注册时需要匹配内核中所有已注册的设备名。

接下来来看platform_driver结构体的原型定义，在include/linux/platform_device.h中，代码如下：

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

int (*resume_early)(struct platform_device *);

int (*resume)(struct platform_device *);

struct device_driver driver;

};

内核提供的platform_driver结构体的注册函数为platform_driver_register()，其原型定义在driver/base/platform.c文件中，具体实现代码如下：

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);

}

下面举个例子来说明一下：

在kernel/arch/arm/mach-pxa/pxa27x.c定义了

tatic struct resource pxa27x_ohci_resources[] = {

[0] = {

.start = 0x4C000000,

.end = 0x4C00ff6f,

.flags = IORESOURCE_MEM,

},

[1] = {

.start = IRQ_USBH1,

.end = IRQ_USBH1,

.flags = IORESOURCE_IRQ,

},

};

这里定义了两组resource，它描述了一个usb host设备的资源，第1组描述了这个usb host设备所占用的

总线地址范围，IORESOURCE_MEM表示第1组描述的是内存类型的资源信息，第2组描述了这个usb host设备

的中断号，IORESOURCE_IRQ表示第2组描述的是中断资源信息。设备驱动会根据flags来获取相应的资源信息。

有了resource信息，就可以定义platform_device了：

static struct platform_device ohci_device = {

.name = "pxa27x-ohci",

.id = -1,

.dev = {

.dma_mask = &pxa27x_dmamask,

.coherent_dma_mask = 0xffffffff,

},

.num_resources = ARRAY_SIZE(pxa27x_ohci_resources),

.resource = pxa27x_ohci_resources,

};

有了platform_device就可以调用函数platform_add_devices向系统中添加该设备了，这里的实现是

static int __init pxa27x_init(void)

{

return platform_add_devices(devices, ARRAY_SIZE(devices));

}

这里的pxa27x_init必须在设备驱动加载之前被调用，可以把它放到

subsys_initcall(pxa27x_init);

驱动程序需要实现结构体struct platform_driver，参考kernel/driver/usb/host/ohci-pxa27.c，

static struct platform_driver ohci_hcd_pxa27x_driver = {

.probe = ohci_hcd_pxa27x_drv_probe,

.remove = ohci_hcd_pxa27x_drv_remove,

#ifdef CONFIG_PM

.suspend = ohci_hcd_pxa27x_drv_suspend,

.resume = ohci_hcd_pxa27x_drv_resume,

#endif

.driver = {

.name = "pxa27x-ohci",

},

};

在驱动初始化函数中调用函数platform_driver_register()注册platform_driver，需要注意的是

ohci_device结构中name元素和ohci_hcd_pxa27x_driver结构中driver.name必须是相同的，这样

在platform_driver_register()注册时会对所有已注册的所有platform_device中的name和当前注

册的platform_driver的driver.name进行比较，只有找到相同的名称的platfomr_device才能注册

成功，当注册成功时会调用platform_driver结构元素probe函数指针，这里就是ohci_hcd_pxa27x_drv_probe。

当进入probe函数后，需要获取设备的资源信息，获取资源的函数有：

struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);

根据参数type所指定类型，例如IORESOURCE_MEM，来获取指定的资源。

struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);

获取资源中的中断号。

struct resource * platform_get_resource_byname(struct platform_device *dev, unsigned int type, char *name);

根据参数name所指定的名称，来获取指定的资源。

int platform_get_irq_byname(struct platform_device *dev, char *name);

根据参数name所指定的名称，来获取资源中的中断号。

总结，通常情况下只要和内核本身运行依赖性不大的外围设备，相对独立的，拥有各自独自的资源(地址总线和IRQs)，都可以用platform_driver实现。如：LCD，网卡、USB、UART等，都可以用platfrom_driver写，而timer，irq等小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver机制。