一文总结linux的platform驱动-电子发烧友网

一、简介

二、platform总线

在linux内核中，使用struct bus_type描述一个总线，为了抽象出platform这个虚拟总线，其定义如下（/drivers/base/platform.c）：

structbus_typeplatform_bus_type={
.name="platform",
.dev_groups=platform_dev_groups,
.match=platform_match,
.uevent=platform_uevent,
.pm=&platform_dev_pm_ops,
};

platform总线的注册由platform_bus_init()完成：

int__initplatform_bus_init(void)
{
interror;

early_platform_cleanup();

error=device_register(&platform_bus);
if(error)
returnerror;
error=bus_register(&platform_bus_type);
if(error)
device_unregister(&platform_bus);
of_platform_register_reconfig_notifier();
returnerror;
}

该函数在linux内核启动过程中，在driver_init()中被调用，从而向linux内核注册了platform总线。

三、platform设备和驱动的匹配过程

在定义platform总线的时候就定了该总线下设备和驱动的具体匹配过程，由platform_match()实现：

staticintplatform_match(structdevice*dev,structdevice_driver*drv)
{
structplatform_device*pdev=to_platform_device(dev);
structplatform_driver*pdrv=to_platform_driver(drv);

/*Whendriver_overrideisset,onlybindtothematchingdriver*/
if(pdev->driver_override)
return!strcmp(pdev->driver_override,drv->name);

/*AttemptanOFstylematchfirst*/
if(of_driver_match_device(dev,drv))
return1;

/*ThentryACPIstylematch*/
if(acpi_driver_match_device(dev,drv))
return1;

/*Thentrytomatchagainsttheidtable*/
if(pdrv->id_table)
returnplatform_match_id(pdrv->id_table,pdev)!=NULL;

/*fall-backtodrivernamematch*/
return(strcmp(pdev->name,drv->name)==0);
}

从上述代码可知，platform设备和驱动的匹配分为了四种方式处理：

1、基于设备树的匹配方式。

struct device_driver结构中有个名为of_match_table的成员变量，此成员变量保存着驱动的compatible匹配表，在设备树中的每个设备节点的compatible属性会和of_match_table表中的所有成员比较，查看是否存在相同的条目，如果存在则表示设备和此驱动匹配，设备和驱动匹配成功以后probe函数就会执行（这个过程是由linux设备驱动模型中的总线去完成）。

2、ACPI的匹配方式。
3、id_table 匹配。

每个struct platform_driver有一个id_table成员变量，用于保存很多id信息，这些id信息存放着这个platform驱动所支持的驱动类型。

4、比较name字段

如果第三种匹配方式的id_table不存在，就直接比较驱动和设备的name字段是否相等，如果相等则匹配成功；反之匹配不成功。

一般设备驱动为了兼容性都支持设备树和无设备树两种匹配方式。也就是第一种匹配方式一般都会存在，第三种和第四种只要存在一种就可以，一般用的最多的还是第四种，也就是直接比较驱动和设备的name字段，因为这种方式最简单了。

四、platrom驱动和platform设备

前文已经提到：挂接在platform总线上的驱动称为platform驱动，由struct platform_driver描述，挂接在platorm总线上的设备称为platform设备，由struct platform_device描述。要想开发基于platform设备驱动驱动框架的驱动程序，一定离不开这两个数据结构。首先来看看platform驱动的描述者struct platform_driver，该结构定义如下（/include/linux/platform_device.h）：

structplatform_driver{
int(*probe)(structplatform_device*);
int(*remove)(structplatform_device*);
void(*shutdown)(structplatform_device*);
int(*suspend)(structplatform_device*,pm_message_tstate);
int(*resume)(structplatform_device*);
structdevice_driverdriver;
conststructplatform_device_id*id_table;
boolprevent_deferred_probe;
};

probe：当驱动与设备匹配成功以后.probe函数就会执行，这是一个非常重要的函数，一般驱动的提供者都会设计该函数。
remove：当platform驱动移除的时候，.remove指向的函数将执行。
shutdown、suspend和resume：与电源管理相关的函数。
driver：为device_driver结构体变量，相当于C++中的基类，提供了最基础的驱动框架。plaform_driver继承了这个基类，然后在此基础上又添加了一些特有的成员变量。
id_table：描述platform设备的id_table表，platform总线匹配驱动和设备的时候会使用。
prevent_deferred_probe：布尔类型变量（内部参数），用于防止驱动程序请求延迟probe，以避免进一步的徒劳的探测尝试。

再看看platform设备的描述者struct platform_device，定义如下（/include/linux/platform_device.h）：

structplatform_device{
constchar*name;
intid;
boolid_auto;
structdevicedev;
u32num_resources;
structresource*resource;

conststructplatform_device_id*id_entry;
char*driver_override;/*Drivernametoforceamatch*/

/*MFDcellpointer*/
structmfd_cell*mfd_cell;

/*archspecificadditions*/
structpdev_archdataarchdata;
};

name ：name表示设备名字，该参数要和所使用的platform驱动的name字段相同，否则设备就无法匹配到对应的驱动。
id：设备id。
dev：linux内核面向对象的具体体现，用于描述platform_device的基类。
num_resources：表示资源的数量。
resource：表示资源，也就是设备的信息，比如外设寄存器等。Linux内核使用struct resource结构体表示资源。
id_entry：platform设备对应的id匹配表实例，在platform总线匹配驱动和设备的时候会使用到。

五、platform驱动设计

platform驱动设计的总体思路分为两种：

（1）使用【struct platform_device + struct platform_driver】的方式实现。

在这种实现方式中，需要实现描述设备信息的struct platform_device结构，并需要使用platform_device来描述具体的设备信息，然后使用platform_device_register()函数将设备信息注册到 Linux 内核中；如果不再使用platform了，可以通过platform_device_unregister()函数注销相应的platform设备。

这种方式在不支持设备树的linux内核中使用！

（2）使用【struct platform_driver + 设备树】的方式来实现。

在编写 platform 驱动的时候，首先定义一个struct platform_driver结构体变量，然后实现结构体中的各个成员变量，重点是实现匹配方法以及probe 函数。当驱动和设备匹配成功以后.probe函数就会执行，具体的驱动程序在 probe 函数里面编写。当定义并初始化好 platform_driver 结构体变量以后，需要在驱动入口函数里面调用platform_driver_register()函数向Linux内核注册一个platform驱动。

注意，如果linux内核支持设备树，就可以不需要再使用struct platform_device来描述设备，直接使用设备树去描述设备的信息。当然，如果一定要用struct platform_device来描述设备信息也是可以的。基于新版的linux内核的platform驱动的开发，通常是通过设备树来描述设备信息，我们只需要实现对应的platform驱动即可。

六、代码示例

本小节基于【struct platform_driver + 设备树】给出一个基本的platform驱动的设计结构。

首先使用设备树描述设备的信息：

debug_device_node{
compatible="iriczhao_debug";
pinctrl-0=<&pinctrl_usdhc2_8bit>;
pinctrl-1=<&pinctrl_usdhc2_8bit_100mhz>;
pinctrl-2=<&pinctrl_usdhc2_8bit_200mhz>;
bus-width=<8>;
non-removable;
status="okay";
};

上述代码描述了一个名为debug_device_node的设备节点，给出了compatible属性值。

platform驱动设计：

#include
#include
#include
#include

#include

#include

#include

staticintplatform_demo_probe(structplatform_device*dev)
{printk("
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
");
printk("doplatform_demo_probe
");
printk("
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
");

return0;
}

staticintplatform_demo_remove(structplatform_device*dev)
{
printk("doplatform_demo_remove
");
return0;
}

staticconststructof_device_idplatform_demo_id[]={
{.compatible="iriczhao_debug"},
{/*Sentinel*/}
};

MODULE_DEVICE_TABLE(of,platform_demo_id);

staticstructplatform_driverplatform_demo_driver={
.probe=platform_demo_probe,
.remove=platform_demo_remove,
.driver={
.name="dd",
.of_match_table=platform_demo_id,
}
};


staticint__initplatform_demo_init(void)
{
printk("doplatform_demo_init
");

returnplatform_driver_register(&platform_demo_driver);
}

staticvoid__exitplatform_demo_exit(void)
{
printk("doplatform_demo_exit
");

platform_driver_unregister(&platform_demo_driver);
}

module_init(platform_demo_init);
module_exit(platform_demo_exit);

MODULE_AUTHOR("IRIC");
MODULE_LICENSE("GPL");