Linux的Platform总线结构体怎么使用
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一、概念
嵌入式系统中有很多的物理总线：I2c、SPI、USB、uart、PCIE、APB、AHB
linux从2.6起就加入了一套新的驱动管理和注册的机制platform平台总线，是一条虚拟的总线,并不是一个物理的总线。
相比 PCI、USB，它主要用于描述SOC上的片上资源。platform 所描述的资源有一个共同点：在CPU 的总线上直接取址。
平台设备会分到一个名称(用在驱动绑定中)以及一系列诸如地址和中断请求号(IRQ)之类的资源。
设备用platform_device表示，驱动用platform_driver进行注册。
与传统的bus/device/driver机制相比，platform由内核进行统一管理，在驱动中使用资源，提高了代码的安全性和可移植性。
二、platform
1. platform总线两个最重要的结构体
platform维护的所有的驱动都必须要用该结构体定义：
platform_driver
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 (*resume)(struct platform_device *); struct device_driver driver; const struct platform_device_id *id_table; bool prevent_deferred_probe; };该结构体，用于注册驱动到platform总线，
| 成员 | 含义 |
|---|---|
| probe | 当驱动和硬件信息匹配成功之后，就会调用probe函数，驱动所有的资源的注册和初始化全部放在probe函数中 |
| remove | 硬件信息被移除了，或者驱动被卸载了，全部要释放，释放资源的操作就放在该函数中 |
| struct device_driver driver | 内核维护的所有的驱动必须包含该成员，通常driver->name用于和设备进行匹配 |
| const struct platform_device_id *id_table | 往往一个驱动可能能同时支持多个硬件，这些硬件的名字都放在该结构体数组中 |
我们编写驱动的时候往往需要填充以上几个成员
platform_device
platform总线用于描述设备硬件信息的结构体，包括该硬件的所有资源(io，memory、中断、DMA等等)。
struct platform_device { const char *name; int id; bool id_auto; struct device dev; u32 num_resources; struct resource *resource; const struct platform_device_id *id_entry; /* MFD cell pointer */ struct mfd_cell *mfd_cell; /* arch specific additions */ struct pdev_archdata archdata; };| 成员 | 含义 |
|---|---|
| const char*name | 设备的名字，用于和驱动进行匹配的 |
| struct devicedev | 内核中维护的所有的设备必须包含该成员， |
| u32num_resources | 资源个数 |
| struct resource*resource | 描述资源 |
struct devicedev->release()必须实现，
其中描述硬件信息的成员struct resource
0x139d0000
struct resource { resource_size_t start; //表示资源的起始值， resource_size_t end; //表示资源的最后一个字节的地址， 如果是中断，end和satrt相同 const char *name; // 可不写 unsigned long flags; //资源的类型 struct resource *parent, *sibling, *child; }; flags的类型说明 #define IORESOURCE_MEM 0x00000200 //内存 #define IORESOURCE_IRQ 0x00000400 //中断内核管理的所有的驱动，都必须包含一个叫struct device_driver成员， //男性描述的硬件，必须包含struct device结构体成员。 //女性
struct device_driver { const char *name; struct bus_type *bus; struct module *owner; const char *mod_name; /* used for built-in modules */ bool suppress_bind_attrs; /* disables bind/unbind via sysfs */ const struct of_device_id *of_match_table; const struct acpi_device_id *acpi_match_table; int (*probe) (struct device *dev); int (*remove) (struct device *dev); void (*shutdown) (struct device *dev); int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state); int (*resume) (struct device *dev); const struct attribute_group **groups; const struct dev_pm_ops *pm; struct driver_private *p; };其中：
const char *name;
用于和硬件进行匹配。
内核描述硬件，必须包含struct device结构体成员：
struct device { struct device *parent; struct device_private *p; struct kobject kobj; const char *init_name; /* initial name of the device */ const struct device_type *type; struct mutex mutex; /* mutex to synchronize calls to * its driver. */ struct bus_type *bus; /* type of bus device is on */ struct device_driver *driver; /* which driver has allocated this device */ void *platform_data; /* Platform specific data, device core doesn't touch it */ struct dev_pm_info power; struct dev_pm_domain *pm_domain; #ifdef CONFIG_PINCTRL struct dev_pin_info *pins; #endif #ifdef CONFIG_NUMA int numa_node; /* NUMA node this device is close to */ #endif u64 *dma_mask; /* dma mask (if dma'able device) */ u64 coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for alloc_coherent mappings as not all hardware supports 64 bit addresses for consistent allocations such descriptors. */ struct device_dma_parameters *dma_parms; struct list_head dma_pools; /* dma pools (if dma'ble) */ struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* internal for coherent mem override */ #ifdef CONFIG_DMA_CMA struct cma *cma_area; /* contiguous memory area for dma allocations */ #endif /* arch specific additions */ struct dev_archdata archdata; struct device_node *of_node; /* associated device tree node */ struct acpi_dev_node acpi_node; /* associated ACPI device node */ dev_t devt; /* dev_t, creates the sysfs "dev" */ u32 id; /* device instance */ spinlock_t devres_lock; struct list_head devres_head; struct klist_node knode_class; struct class *class; const struct attribute_group **groups; /* optional groups */ void (*release)(struct device *dev); struct iommu_group *iommu_group; bool offline_disabled:1; bool offline:1; };其中：
void (*release)(struct device *dev);
不能为空。
2. 如何注册
要用注册一个platform驱动的步骤
1)注册驱动platform_device_register
/** * platform_device_register - add a platform-level device * @pdev: platform device we're adding */ int platform_device_register(struct platform_device *pdev) { device_initialize(&pdev->dev); arch_setup_pdev_archdata(pdev); return platform_device_add(pdev); }2) 注册设备platform_driver_register
#define platform_driver_register(drv) \ __platform_driver_register(drv, THIS_MODULE)
三、举例
1. 开发步骤
platform 总线下驱动的开发步骤是：
设备
需要实现的结构体是：platform_device 。
1)初始化 resource 结构变量
2)初始化 platform_device 结构变量
3)向系统注册设备：platform_device_register。
以上三步，必须在设备驱动加载前完成，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。
platform_driver_register()中添加device到内核最终还是调用的device_add函数。
Platform_device_add和device_add最主要的区别是多了一步insert_resource(p, r)，即将platform资源(resource)添加进内核，由内核统一管理。
驱动
驱动注册中，需要实现的结构体是：platform_driver 。
在驱动程序的初始化函数中，调用了platform_driver_register()注册 platform_driver 。
需要注意的是：platform_driver 和 platform_device 中的 name 变量的值必须是相同的【在不考虑设备树情况下，关于设备树，后面会写新的文章详细讲述】 。
这样在 platform_driver_register() 注册时，会将当前注册的 platform_driver 中的 name 变量的值和已注册的所有 platform_device 中的 name 变量的值进行比较，只有找到具有相同名称的 platform_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。
实例1
本例比较简单，只用于测试platform_driver 和platform_device是否可以匹配成功。
左边是platform_device结构体注册的代码，右边是platform_driver结构体注册的代码。
platform_driver 定义和注册：
1 #include2 #include 3 #include 4 #include 5 6 static int hello_probe(struct platform_device *pdev) 7 { 8 printk("match ok \n"); 9 return 0; 10 } 11 static int hello_remove(struct platform_device *pdev) 12 { 13 printk("hello_remove \n"); 14 return 0; 15 } 16 static struct platform_driver hello_driver = 17 { 18 .probe = hello_probe, 19 .driver.name = "duang", 20 .remove = hello_remove, 21 }; 22 static int hello_init(void) 23 { 24 printk("hello_init \n"); 25 return platform_driver_register(&hello_driver); 26 } 27 static void hello_exit(void) 28 { 29 printk("hello_exit \n"); 30 platform_driver_unregister(&hello_driver); 31 return; 32 } 33 MODULE_LICENSE("GPL"); 34 module_init(hello_init); 35 module_exit(hello_exit);
platform_device定义和注册：
1 #include2 #include 3 #include 4 #include 5 6 static void hello_release(struct device *dev) 7 { 8 return; 9 } 10 static struct platform_device hello_device = 11 { 12 .name = "duang", 13 .id = -1, 14 .dev.release = hello_release, 15 }; 16 17 18 static int hello_init(void) 19 { 20 printk("hello_init \n"); 21 return platform_device_register(&hello_device); 22 23 } 24 static void hello_exit(void) 25 { 26 printk("hello_exit \n"); 27 platform_device_unregister(&hello_device); 28 return; 29 } 30 MODULE_LICENSE("GPL"); 31 module_init(hello_init); 32 module_exit(hello_exit);
该程序只用于测试platform框架是否可以成功匹配，struct platform_device hello_device 并没有设置任何硬件信息。
Makfile
1 ifneq ($(KERNELRELEASE),) 2 obj-m:=device.o driver.o 3 else 4 KDIR :=/lib/modules/$(shell uname -r)/build 5 PWD :=$(shell pwd) 6 all: 7 make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules 8 clean: 9 rm -f *.ko *.o *.mod.o *.symvers *.cmd *.mod.c *.order 0 endif
该makefile可以同时将两个C文件编译成ko文件。
编译：
编译
编译生成的文件：
在这里插入图片描述
加载模块
清空log信息 sudo dmesg -c
匹配成功
实例2
给结构体platform_device 增加硬件信息，并在内核中能够读取出来。本例向结构体hello_device 增加信息如下：
基址寄存器地址0x139d0000，该地址的空间是0x4
中断号199 【注意】 实际的内核中会把外设的中断号根据HW id(通常soc厂商设备soc的时候会给每一个中断源定义好唯一的ID)计算出一个新的中断号，该中断号会被cpu所识别。
device.c
struct resource res[]={ [0] ={ .start = 0x139d0000, .end = 0x139d0000 + 0x3, .flags = IORESOURCE_MEM, }, [1] ={ .start = 199, .end = 199, .flags = IORESOURCE_IRQ, }, }; static struct platform_device hello_device = { .name = "duang", .id = -1, .dev.release = hello_release, .num_resources = ARRAY_SIZE(res), .resource = res, };driver.c
static int hello_probe(struct platform_device *pdev) { printk("match ok \n"); printk("mem = %x \n",pdev->resource[0].start); printk("irq = %d \n",pdev->resource[1].start); //注册中断、申请内存 return 0; }重新编译，卸载第一个例子的模块，并清除log：
make sudo rmmod device sudo rmmod driver sudo dmesg -c
执行
由结果可知，probe函数正确读取到了硬件信息。
四、platform_device是如何管理的?
1. 没有设备树
在没有设备树的时候，以三星Cortex-A8 s5pc100为例，硬件信息放在以下位置
arch\arm\mach-s5pc100\Mach-smdkc100.c arch\arm\plat-samsung\
注册platform_device
platform_device定义
该数组存放了，内核启动需要初始化的硬件的信息。
2. 如果有设备树
内核会有设备初始化的完整代码，会在内核启动的时候把设备树信息解析初始化，把硬件信息初始化到对应的链表中。在总线匹配成功后，会把硬件的信息传递给probe()函数。
四、总线相关的其他的知识点
1. 内核总线相关结构体变量
内核维护的所有的总线都需要用以下结构体注册一个变量。
struct bus_type { const char *name; const char *dev_name; struct device *dev_root; struct device_attribute *dev_attrs; /* use dev_groups instead */ const struct attribute_group **bus_groups; const struct attribute_group **dev_groups; const struct attribute_group **drv_groups; int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv); int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env); int (*probe)(struct device *dev); int (*remove)(struct device *dev); void (*shutdown)(struct device *dev); int (*online)(struct device *dev); int (*offline)(struct device *dev); int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state); int (*resume)(struct device *dev); const struct dev_pm_ops *pm; struct iommu_ops *iommu_ops; struct subsys_private *p; struct lock_class_key lock_key; };platform总线变量的定义struct bus_type platform_bus_type定义如下：
struct bus_type platform_bus_type = { .name = "platform", .dev_groups = platform_dev_groups, .match = platform_match, .uevent = platform_uevent, .pm = &platform_dev_pm_ops, };其中最重要的成员是**.match**。
当有设备的硬件信息注册到platform_bus_type 总线的时候，会遍历所有platform总线维护的驱动， 通过名字来匹配，如果相同，就说明硬件信息和驱动匹配，就会调用驱动的platform_driver ->probe函数,初始化驱动的所有资源，让该驱动生效。
当有设备的驱动注册到platform_bus_type 总线的时候，会遍历所有platform总线维护的硬件信息， 通过名字来匹配，如果相同，就说明硬件信息和驱动匹配，就会调用驱动的platform_driver ->probe函数,初始化驱动的所有资源，让该驱动生效。
注册位置
drivers\base\Platform.c
platform_bus_type的注册
五、注册代码流程详解
捋架构的好处，就是可以帮助我们定位问题
1. match函数何时被调用到?
2. probe函数何时被调用到
以下是上述两个问题代码的调用流程：
到此，相信大家对“Linux的Platform总线结构体怎么使用”有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是创新互联网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！
新闻标题：Linux的Platform总线结构体怎么使用
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