linux设备驱动归纳总结（九）：1.platform总线的设备和驱动

雨点打透心脏的1/2处 2022-03-19 03:56 342阅读 0赞

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这一节可以理解是第八章的延伸，从这节开始介绍platform设备驱动。

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一、什么是paltform总线

一个现实的linux设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上，比较常见的总线有USB、PCI总线等。但是，在嵌入式系统里面，SoC系统中集成的独立的外设控制器、挂接在SoC内存空间的外设却不依附与此类总线。基于这样的背景下，2.6内核加入了platform虚拟总线。platform机制将设备本身的资源注册进内核，有内核统一管理，在驱动程序使用这些资源时使用统一的接口，这样提高了程序的可移植性。

如果简单的说，就像我在第八章第三节模拟的usb总线一样（源代码路径：8th\_devModule\_3/2nd），platform总线对加入到该总线的设备和驱动分别封装了两个结构体——platform\_device和platform\_driver。并且提供了对应的注册函数。当然，前提是要包含头文件<linux/flatform\_device.h>。

来个图：

[![25014876_1296915207JrGj.png][]][25014876_1296915207JrGj.png]

由上面两个的关系我们可以看出来，需要在platform总线上注册设备和驱动，只要定义指定的结构体后调用platform给出的注册函数就可以了。

下面就介绍一下platform总线、设备和驱动。

1、platform总线：

和我之前虚拟的usb总线一样，linux在系统启动时就注册了platform总线，看内核代码：

/\*drivers/base/platform.c\*/

604 static int platform\_match(struct device \*dev, struct device\_driver \*drv)

605 \{

606     struct platform\_device \*pdev;

607

608     pdev = container\_of(dev, struct platform\_device, dev);

609     return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0); //配对函数检验名字是否一致

610 \}

。。。。。

949 struct bus\_type platform\_bus\_type = \{

950     .name = "platform", //定义了总线名字为platform，总线注册后新建目录sys/bus/platform

951     .dev\_attrs = platform\_dev\_attrs,

952     .match = platform\_match, //指定配对函数

953     .uevent = platform\_uevent,

954     .pm = PLATFORM\_PM\_OPS\_PTR,

955 \};

可以看到，和我的usb虚拟总线一样，总线中定义了成员名字和match函数，当有总线或者设备注册到platform总线时，内核自动调用match函数，判断设备和驱动的name是否一致。

2、platform设备：

同样的，先看一下platform设备对应的结构体paltform\_device：

/\*linux/platform\_device.h\*/

16 struct platform\_device \{

17     const char \* name; //设备的名字，这将代替device->dev\_id，用作sys/device下显示的目录名

18     int id; //设备id，用于给插入给该总线并且具有相同name的设备编号，如果只有一个设备的话填\-1。

19     struct device dev; //结构体中内嵌的device结构体。

20     u32 num\_resources; //资源数。

21     struct resource \* resource; //用于存放资源的数组。

22 \};

上面的结构体中先不介绍id、num\_resources和resource。可以看到，platform\_device的封装就是指定了一个目录的名字name，并且内嵌device。

platform\_device的注册和注销使用以下函数：

/\*drivers/base/platform.c\*/

322 int platform\_device\_register(struct platform\_device \*pdev) //同样的，需要判断返回值

。。。

337 void platform\_device\_unregister(struct platform\_device \*pdev)

注册后，同样会在/sys/device/目录下创建一个以name命名的目录，并且创建软连接到/sys/bus/platform/device下。

3、platform驱动：

先看一下platform驱动对应的结构体paltform\_driver：

/\*linux/platform\_device.h\*/

50 struct platform\_driver \{

51     int (\*probe)(struct platform\_device \*);

52     int (\*remove)(struct platform\_device \*);

53     void (\*shutdown)(struct platform\_device \*);

54     int (\*suspend)(struct platform\_device \*, pm\_message\_t state);

55     int (\*suspend\_late)(struct platform\_device \*, pm\_message\_t state);

56     int (\*resume\_early)(struct platform\_device \*);

57     int (\*resume)(struct platform\_device \*);

58     struct device\_driver driver;

59 \};

可以看到，platform\_driver结构体内嵌了device\_driver，并且实现了prob、remove等操作。其实，当内核需要调用probe函数时，它会调用driver->probe，在dricer->probe中再调用platform\_driver->probe。如果想了解清楚的话建议查看内核源代码。

platform\_driver的注册和注销使用以下函数：

/\*drivers/base/platform.c\*/

492 int platform\_driver\_register(struct platform\_driver \*drv)

。。。。。

513 void platform\_driver\_unregister(struct platform\_driver \*drv)

注册成功后内核会在/sys/bus/platform/driver/目录下创建一个名字为driver->name的目录。

介绍完后，那我就根据第八章第三节（linux设备驱动归纳总结（八）：3.设备管理的分层与面向对象思想）的源程序（8th\_devModule\_3/2nd），将我想象出来的usb鼠标设备和驱动添加到platform总线上：

/\*9th\_platform\_1/1st/device.c\*/

4 \#include <linux/platform\_device.h>

5

6 void usb\_dev\_release(struct device \*dev)

7 \{

8     printk("<kernel> release\\n");

9 \}

10 struct platform\_device mouse\_dev = \{

11     .name = "plat\_usb\_mouse", //将以这个名字创建目录

12     .dev = \{

13         .bus\_id = "usb\_mouse", //不会用这个名字创建目录了，这里不设置bus\_id也行的。

14         .release = usb\_dev\_release,

15     \},

16 \};

17

18 static int \_\_init usb\_device\_init(void)

19 \{

20     int ret;

21

22     ret = platform\_device\_register(&mouse\_dev);

23     if(ret)\{

24         printk("device register failed!\\n");

25         return ret;

26     \}

27

28     printk("usb device init\\n");

29     return 0;

30 \}

31

32 static void \_\_exit usb\_device\_exit(void)

33 \{

34     platform\_device\_unregister(&mouse\_dev);

35     printk("usb device bye!\\n");

36 \}

一看就很简单，将之前usb结构体和注册函数更改为platform类型就可以了。dirver.c也是一样：

/\*9th\_platform\_1/1st/driver.c \*/

25 struct platform\_driver mouse\_drv = \{

26     .probe = usb\_driver\_probe,

27     .remove = usb\_driver\_remove,

28     .driver = \{

29         .name = "plat\_usb\_mouse", //在/sys/中的驱动目录名字

30     \},

31 \};

32

33 static int \_\_init usb\_driver\_init(void)

34 \{

35     int ret;

36     /\*驱动注册，注册成功后在/sys/platform/usb/driver目录下创建目录

37     \* plat\_usb\_mouse\*/

38     ret = platform\_driver\_register(&mouse\_drv);

39     if(ret)\{

40         printk("driver register failed!\\n");

41         return ret;

42     \}

43     printk("usb driver init\\n");

44     return 0;

45 \}

46

47 static void \_\_exit usb\_driver\_exit(void)

48 \{

49     platform\_driver\_unregister(&mouse\_drv);

50     printk("usb driver bye!\\n");

51 \}

由上面的程序看到，设备和驱动都以”plat\_usb\_mouse”命名，这样的话match函数也就能配对成功。

看效果：

\[root: 1st\]\# insmod device.ko

usb device init

\[root: 1st\]\# insmod driver.ko

init usb mouse

usb driver init

\[root: 1st\]\# lsmod

driver 1604 0 - Live 0xbf006000

device 1584 0 - Live 0xbf000000

\[root: 1st\]\# cd /

\[root: /\]\# find -name "\*usb\_mouse\*"

./sys/devices/platform/plat\_usb\_mouse.0

./sys/bus/platform/devices/plat\_usb\_mouse.0

./sys/bus/platform/drivers/plat\_usb\_mouse

./sys/bus/platform/drivers/plat\_usb\_mouse/plat\_usb\_mouse.0

当我查找usb\_mouse时出现了四个目录，但是为什么后面有个“0”？这个0代表设备的编号，是由paltform\_device->id指定的。我的程序没有设备，所以默认为0。如果你不想的你的目录名字没有后缀，那你就设置platform\_device->id = -1;

platform\_device->id = 3的效果：

\[root: /\]\# find -name "\*usb\_mouse\*"

./sys/devices/platform/plat\_usb\_mouse.3

./sys/bus/platform/devices/plat\_usb\_mouse.3

./sys/bus/platform/drivers/plat\_usb\_mouse

./sys/bus/platform/drivers/plat\_usb\_mouse/plat\_usb\_mouse.3

platform\_device->id = -1的效果：

\[root: /\]\# find -name "\*usb\_mouse\*"

./sys/devices/platform/plat\_usb\_mouse

./sys/bus/platform/devices/plat\_usb\_mouse

./sys/bus/platform/drivers/plat\_usb\_mouse

./sys/bus/platform/drivers/plat\_usb\_mouse/plat\_usb\_mouse

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二、platform设备的资源和数据

上面讲的usb鼠标都是假的，接下来简单实现一个led驱动，实现的功能很简单，加载后灯亮，卸载后灯灭，我的led灯对应管脚GPE12。顺便介绍一些platform\_device中的resource和platform\_data。

再看一下platform\_device：

16 struct platform\_device \{

17     const char \* name;

18     int id;

19     struct device dev;

20     u32 num\_resources;

21     struct resource \* resource;

22 \};

前三个已经介绍了，现在来介绍一下最后两个。

resource是一个指向platform资源数组的指针，该数组中有num\_resource个资源，看一下资源结构体：

/\*linux/ioport.h"\*/

18 struct resource \{

19     resource\_size\_t start;

20     resource\_size\_t end;

21     const char \*name;

22     unsigned long flags;

23     struct resource \*parent, \*sibling, \*child;

24 \};

常用的就是红色标记的三个，分别是资源的开始值，结束值和类型。

常见的flags有IORESOURCE\_MEM和IORESOURCE\_IRQ。其他的可以自己查看include/linux/ioport.h

如果fiags为IORESOURCE\_MEM，start和end分别是该设备的连续的开始和结束地址，如果不连续你可以定义两个或者更多的资源结构体。

如果flags为IORESOURCE\_IRQ，start和end分别是该设备连续的开始和结束的连续中断号，如果不连续可以分开定义。

当然，如果地址或者中断只有一个，你可以将start和end定义成一样。

在device.c定义了led的资源：

/\*9th\_platform\_1/2nd/device.c\*/

10 struct resource s3c\_led\_res\[1\] = \{

11     \[0\] = \{

12         .start = 0x56000000,

13         .end = 0x560000ff,

14         .flags = IORESOURCE\_MEM,

15     \},

16 \};

17

18 struct platform\_device s3c\_led\_dev = \{

19     .name = "plat\_led",

20     .id = -1,

21     .dev = \{

22         .release = led\_dev\_release,

23     \},

24     .num\_resources = ARRAY\_SIZE(s3c\_led\_res), //platform资源的数量，为1

25     .resource = s3c\_led\_res,

26 \};

同时，还要修改一下driver.c中的的probe和remove，probe函数中点亮led，remove灭掉led。

/\*9th\_platform\_1/2nd/driver.c\*/

9 struct \_plat\_led\_t \{

10     unsigned long phys, virt;

11     unsigned long gpecon, gpedat, gpeup;

12     unsigned long reg;

13 \};

14

15 struct \_plat\_led\_t pled;

16

17 int led\_driver\_probe(struct platform\_device \*pdev)

18 \{

19     pled.phys = pdev->resource\[0\].start;

20     pled.virt = ioremap(pled.phys, SZ\_4K);

21     pled.gpecon = pled.virt + 0x40;

22     pled.gpedat = pled.virt + 0x44;

23     pled.gpeup = pled.virt + 0x48;

24

25     //config

26     pled.reg = ioread32(pled.gpecon);

27     pled.reg &= ~(3 << 24);

28     pled.reg |= (1 << 24);

29     iowrite32(pled.reg, pled.gpecon);

30

31     //up

32     pled.reg = ioread32(pled.gpeup);

33     pled.reg |= (1 << 12);

34     iowrite32(pled.reg, pled.gpeup);

35

36     //dat

37     pled.reg = ioread32(pled.gpedat);

38     pled.reg &= ~(1 << 12);

39     iowrite32(pled.reg, pled.gpedat);

40

41     printk("led on\\n");

42     return 0;

43 \}

上面的probe只要看红色标记就可以了，在platform\_device的资源中获取资源的start，而其他的都是之前介绍过的led操作。

45 int led\_driver\_remove(struct platform\_device \*pdev)

46 \{

47     pled.reg = ioread32(pled.gpedat);

48     pled.reg |= (1 << 12);

49     iowrite32(pled.reg, pled.gpedat);

50

51     printk("led off\\n");

52     return 0;

53 \}

接下来验证一下：

\[root: 2nd\]\# insmod device.ko

led device init

\[root: 2nd\]\# insmod driver.ko

led on

led driver init

\[root: 2nd\]\# rmmod driver

led off

led driver bye!

\[root: 2nd\]\# rmmod device

<kernel> release

led device bye!

最后在介绍一下paltform设备的数据：

在device结构体下有一个paltform\_data：

390 void \*platform\_data; /\* Platform specific data, device

391 core doesn't touch it \*/

它也说明了，这是用与platform，device的代码不会使用该结构体。

这是一个void指针类型，用于存放platform的数据地址，类似字符设备时介绍的private\_data。这里就不写代码了。

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三、platform设备的静态注册

在上面的程序中，设备和驱动都是通过手动加载的，但有些情况下，内核已经为设备注册到platform总线上，只需要我们注册驱动就可以了。接下来介绍一下设备的静态注册。

先看一下内核是从哪里获取静态注册的platform\_device。

内核是从 arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c文件中获取到platform\_device的信息：

/\*arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c\*/

250 static struct platform\_device \*mini2440\_devices\[\] \_\_initdata = \{

251     &s3c\_device\_usb,

252     &s3c\_device\_rtc,

253     &s3c\_device\_lcd,

254     &s3c\_device\_wdt,

255     &s3c\_device\_led, //这是我新加的

257     &s3c\_device\_i2c0,

258     &s3c\_device\_iis,

259     &s3c\_device\_dm9k,

260     &net\_device\_cs8900,

261     &s3c24xx\_uda134x,

262 \};

可以看到，这个数组存放着所有静态注册的platform\_device信息，我按照它们的格式，也添加了一个s3c\_device\_led结构体指针在这个数组中。接下来就要看看是在哪里定义了。

我全局搜索内核代码中含有s3c\_device\_wdt的文件，然后在这结构体后面依样画葫芦。

让我搜到两个相关的文件：

1）arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c

可以看到，内核在在这个文件中声明并定义s3c\_device\_wdt的platform\_device结构体，所以，我也在这里定义的个strucr platform\_device s3c\_device\_led：

/\*arch/arm/plat-s3c24xx/devs.c\*/

359 /\*test by xiaobai\*/

360 /\* led\_test \*/

361

362 static struct resource s3c\_led\_resource\[\] = \{

363     \[0\] = \{

364         .start = 0x56000000,

365         .end = 0x560000ff,

366         .flags = IORESOURCE\_MEM,

367     \}

368 \};

369

370 struct platform\_device s3c\_device\_led = \{

371     .name = "plat\_led",

372     .id = -1,

373     .num\_resources = ARRAY\_SIZE(s3c\_led\_resource),

374     .resource = s3c\_led\_resource,

375 \};

376

377 EXPORT\_SYMBOL(s3c\_device\_led);

会发现，上面的内容跟我前面卸载device.c的代码一模一样。

2）第二个文件是arch/arm/plat-s3c/include/plat/devs.h：

platform\_match函数是通过包含该文件后读取里面的platform\_device信息来跟platform\_driver匹配。所以，必须在这里加上一行代码：

/\*arch/arm/plat-s3c/include/plat/devs.h\*/

32 extern struct platform\_device s3c\_device\_wdt;

33 extern struct platform\_device s3c\_device\_led; //这是我新添加的

修改完上面的3个文件后，重新编译内核后就实现了静态注册platform设备，在内核启动时会自动注册s3c\_device\_led。所以，我们只需要注册platform驱动就可以了，代码在driver.c中，和上一个程序一模一样（2nd/driver.c），我就不贴出来了，可以自己看3th/driver.c。接下来看效果：

Please press Enter to activate this console.

\[root: /\]\# find -name "\*plat\_led\*" //开机后查找plat\_led

./sys/devices/platform/plat\_led //发现led设备已经被静态注册上

./sys/bus/platform/devices/plat\_led

\[root: /\]\# cd review\_driver/9th\_platform/9th\_platform\_1/3rd/

\[root: 3rd\]\# insmod driver.ko //加载led驱动

led on //灯亮

led driver init

\[root: 3rd\]\# rmmod driver

led off

led driver bye!

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四、总结

这节由第八章的usb虚拟总线的延伸开始介绍platform的设备和驱动使用和注册。

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[25014876_1296915207JrGj.png]: http://blog168.chinaunix.net/attachment/201102/5/25014876_1296915207JrGj.png

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