Linux平台总线驱动设备模型

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

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1. struct bus_type platform_bus_type = {
2. .name       = "platform",
3. .dev_attrs  = platform_dev_attrs,
4. .match      = platform_match,       //设备和驱动使用match函数来判断是否匹配
5. .uevent     = platform_uevent,
6. .pm     = PLATFORM_PM_OPS_PTR,
7. };

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1. /* platform_match函数用于匹配总线中的驱动和设备 */
2. static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
3. {
4. struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
5. struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
6. /* match against the id table first */
7. if (pdrv->id_table)
8. return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
9. /* fall-back to driver name match */
10. return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
11. }

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

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1. struct platform_device {
2. const char  * name;         /* 名字 */
3. int     id;
4. struct device   dev;
5. u32     num_resources;      /* 资源总数 */
6. struct resource * resource; /* 资源 */
7. struct platform_device_id   *id_entry;
8. };

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。

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1. struct resource {
2. resource_size_t start;      //资源的起始值
3. resource_size_t end;        //资源的结束值
4. const char *name;
5. unsigned long flags;        //资源的类型，如IORESOURCE_IO,IORESOURCE_MEM,IORESOURCE_IRQ,IORESOURCE_DMA
6. struct resource *parent, *sibling, *child;
7. };

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

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1. /**
2. * platform_get_resource - get a resource for a device
3. * @dev: platform device
4. * @type: resource type
5. * @num: resource index
6. */
7. struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
8. unsigned int type, unsigned int num)
9. {
10. int i;
11. for (i = 0; i < dev->num_resources; i++) {
12. struct resource *r = &dev->resource[i];
13. if (type == resource_type(r) && num-- == 0)
14. return r;
15. }
16. return NULL;
17. }

平台设备的注册，使用platform_device_register函数

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1. int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
2. {
3. device_initialize(&pdev->dev);
4. return platform_device_add(pdev);
5. }

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。

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1. int platform_device_add(struct platform_device *pdev)
2. {
3. int i, ret = 0;
4. if (!pdev)  /* 如果pdev为空则返回EINVAL */
5. return -EINVAL;
6. /* 如果pdev->dev.parent为空则将pdev->dev.parent设置为platform_bus */
7. if (!pdev->dev.parent)
8. pdev->dev.parent = &platform_bus;
9. pdev->dev.bus = &platform_bus_type;  /* 设置总线类型 */
10. if (pdev->id != -1)      /* 如果id = -1则表示自动分配name */
11. dev_set_name(&pdev->dev, "%s.%d", pdev->name,  pdev->id);
12. else
13. dev_set_name(&pdev->dev, pdev->name);
14. for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {
15. struct resource *p, *r = &pdev->resource[i]; /* 获取资源 */
16. if (r->name == NULL)
17. r->name = dev_name(&pdev->dev);
18. p = r->parent;
19. if (!p) {
20. if (resource_type(r) == IORESOURCE_MEM) /* 设置资源类型 */
21. p = &iomem_resource;
22. else if (resource_type(r) == IORESOURCE_IO)
23. p = &ioport_resource;
24. }
25. if (p && insert_resource(p, r)) {
26. printk(KERN_ERR
27. "%s: failed to claim resource %d\n",
28. dev_name(&pdev->dev), i);
29. ret = -EBUSY;
30. goto failed;
31. }
32. }
33. pr_debug("Registering platform device '%s'. Parent at %s\n",
34. dev_name(&pdev->dev), dev_name(pdev->dev.parent));
35. /* 向内核添加一个device */
36. ret = device_add(&pdev->dev);
37. if (ret == 0)
38. return ret;
39. failed:
40. while (--i >= 0) {
41. struct resource *r = &pdev->resource[i];
42. unsigned long type = resource_type(r);
43. if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)
44. release_resource(r);
45. }
46. return ret;
47. }

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

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1. void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)
2. {
3. platform_device_del(pdev);
4. platform_device_put(pdev);
5. }

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

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1. void platform_device_del(struct platform_device *pdev)
2. {
3. int i;
4. if (pdev) {
5. device_del(&pdev->dev);
6. for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {
7. struct resource *r = &pdev->resource[i];
8. unsigned long type = resource_type(r);
9. if (type == IORESOURCE_MEM || type == IORESOURCE_IO)
10. release_resource(r);
11. }
12. }
13. }

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：

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1. struct platform_driver {
2. int (*probe)(struct platform_device *);
3. int (*remove)(struct platform_device *);
4. void (*shutdown)(struct platform_device *);
5. int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
6. int (*resume)(struct platform_device *);
7. struct device_driver driver;
8. const struct platform_device_id *id_table;
9. };

device_driver的定义：

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1. struct device_driver {
2. const char      *name;
3. struct bus_type     *bus;
4. struct module       *owner;
5. const char      *mod_name;  /* used for built-in modules */
6. bool suppress_bind_attrs;   /* disables bind/unbind via sysfs */
7. const struct of_device_id   *of_match_table;
8. const struct acpi_device_id *acpi_match_table;
9. int (*probe) (struct device *dev);
10. int (*remove) (struct device *dev);
11. void (*shutdown) (struct device *dev);
12. int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);
13. int (*resume) (struct device *dev);
14. const struct attribute_group **groups;
15. const struct dev_pm_ops *pm;
16. struct driver_private *p;
17. };

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。

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1. struct platform_device_id {
2. char name[PLATFORM_NAME_SIZE];
3. kernel_ulong_t driver_data
4. __attribute__((aligned(sizeof(kernel_ulong_t))));
5. };

平台驱动的注册使用platform_driver_register函数

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1. int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)
2. {
3. drv->driver.bus = &platform_bus_type;
4. if (drv->probe)
5. drv->driver.probe = platform_drv_probe;
6. if (drv->remove)
7. drv->driver.remove = platform_drv_remove;
8. if (drv->shutdown)
9. drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown;
10. if (drv->suspend)
11. drv->driver.suspend = platform_drv_suspend;
12. if (drv->resume)
13. drv->driver.resume = platform_drv_resume;
14. return driver_register(&drv->driver);
15. }

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，最后调用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

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1. void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)
2. {
3. driver_unregister(&drv->driver);
4. }

附韦老师总结的bus_drv_dev模型的框架图