Linux设备模型之platform总线

Linux设备模型之platform总线-

 

一:前言

Platform总线是kernel中最近加入的一种虚拟总线.在近版的2.6kernel中,很多驱动都用platform改写了.只有在分析完platform总线之后,才能继续深入下去分析.在分析完sysfs和设备驱动模型之后,这部份应该很简单了.闲言少叙.步入正题.以下的源代码分析是基于2.6.25的.

二:platform概貌

在分析源代码之前,先在内核代码中找一个platform架构的驱动程序.下面以i8042芯片的驱动为例进行分析.

在linux-2.6.25/drivers/input/serio/i8042.c的intel 8042的初始化入口中,有以下代码分段:

static int __init i8042_init(void)

 

{

    ……

err =platform_driver_register(&i8042_driver);

 

  if(err)

      goto err_platform_exit;

 

 i8042_platform_device = platform_device_alloc("i8042", -1);

 

    if (!i8042_platform_device) {

        err = -ENOMEM;

        goto err_unregister_driver;

    }

 

    err = platform_device_add(i8042_platform_device);

 

    if (err)

        goto err_free_device;

    ……

}

我们在上面的程序片段中看到,驱动程序先注册了一个platform device.然后又添加了一个platform device.这里就涉及到了platform的两个最主要的操作,一个设备驱动注册,一个设备注册.

要了解platform总线的来龙去脉.得从它的初始化开始.

 

三:platform初始化

Platform总线的初始化是在linux-2.6.25/drivers/base/platform.c中的platform_bus_init()完成的,代码如下:

int __init platform_bus_init(void)

 

{

    int error;

 

    error = device_register(&platform_bus);

    if (error)

        return error;

    error = bus_register(&platform_bus_type);

 

    if (error)

        device_unregister(&platform_bus);

    return error;

}

上面代码中调用的子函数在<<linux设备模型深探>>中已经分析过了.这段初始化代码创建了一个名为 “platform”的设备.后续platform的设备都会以此为parent.在sysfs中表示为:所有platform类型的设备都会添加在platform_bus所代码的目录下.即 /sys/devices/platform下面.

接着,这段初始化代码又创建了一个名为“platform”的总线.

platform_bus_type的定义如下:

struct bus_type platform_bus_type = {

    .name         = "platform",

    .dev_attrs    =platform_dev_attrs,

    .match        = platform_match,

    .uevent       = platform_uevent,

    .suspend = platform_suspend,

    .suspend_late = platform_suspend_late,

    .resume_early = platform_resume_early,

    .resume       = platform_resume,

};

我们知道,在bus_type中包含了诸如设备与驱动匹配（mach）、hotplug（uevent）事件等很多重要的操作.这些操作在分析platform设备注册与platform驱动注册的时候依次分析.

四:platform device注册

在intel 8042的驱动代码中,我们看到注册一个platform device分为了两部分,一部份是创建一个platform device结构,另一部份是将其注册到总线中.先来看第一个接口.

struct platform_device *platform_device_alloc(constchar *name, int id)

 

{

    struct platform_object *pa;

 

    pa = kzalloc(sizeof(struct platform_object) + strlen(name), GFP_KERNEL);

 

    if (pa) {

        strcpy(pa->name, name);

        pa->pdev.name = pa->name;

        pa->pdev.id = id;

        device_initialize(&pa->pdev.dev);

        pa->pdev.dev.release = platform_device_release;

 

    }

 

    return pa ? &pa->pdev : NULL;

}

这段代码主要初始化了封装在structplatform_object中的structdevice.

Struct platform_object结构定义如下:

struct platform_object {

    struct platform_device pdev;

    char name[1];

};

在定义中,定义name为一个长度.所以,才有了platform_device_alloc()中分配struct platform_object的时候多加了名称的长度:

pa = kzalloc(sizeof(struct platform_object)+ strlen(name), GFP_KERNEL);

 

struct device结构如下:

 

struct platform_device {

 

    const char    * name;

 

    int      id;

    struct device dev;

    u32      num_resources;

    struct resource    * resource;

};

在这个结构里封装了structdevice.struct resource. struct resource这个结构在此之前没有接触过,这个结构表示设备所拥有的资源.即I/O端口或者是I/O映射内存.

 

platform_device_add()代码分段分析如下:

int platform_device_add(structplatform_device *pdev)

{

    int i, ret = 0;

 

    if (!pdev)

        return -EINVAL;

 

    if (!pdev->dev.parent)

        pdev->dev.parent = &platform_bus;

 

 

    pdev->dev.bus = &platform_bus_type;

 

初始化设备的parent为platform_bus.初始化驱备的总线为platform_bus_type.回忆platform初始化的时候.这两个东东这里终于派上用场了.

 

    if (pdev->id != -1)

        snprintf(pdev->dev.bus_id, BUS_ID_SIZE, "%s.%d",pdev->name,

 

               pdev->id);

    else

        strlcpy(pdev->dev.bus_id, pdev->name, BUS_ID_SIZE);

 

设置设备structdevice 的bus_id成员.留心这个地方,在以后还需要用到这个的.

 

    for (i = 0; i < pdev->num_resources; i++) {

 

        struct resource *p, *r = &pdev->resource[i];

 

 

        if (r->name == NULL)

              r->name = pdev->dev.bus_id;

 

        p = r->parent;

        if (!p) {

              if (r->flags &IORESOURCE_MEM)

 

                   p = &iomem_resource;

              else if (r->flags &IORESOURCE_IO)

 

                   p = &ioport_resource;

        }

 

        if (p && insert_resource(p, r)) {

 

              printk(KERN_ERR

                     "%s: failed to claimresource %d\n",

 

                     pdev->dev.bus_id, i);

              ret = -EBUSY;

              goto failed;

        }

    }

 

如果设备指定了它所拥有的资源,将这些资源分配给它.如果分配失败,则失败退出.从代码中可以看出.如果structresource的flags域被指定为IORESOURCE_MEM.则所表示的资源为I/O映射内存.如果指定为IORESOURCE_IO.则所表示的资源为I/O端口.

 

    pr_debug("Registering platform device '%s'. Parent at %s\n",

 

         pdev->dev.bus_id, pdev->dev.parent->bus_id);

 

 

    ret = device_add(&pdev->dev);

    if (ret == 0)

        return ret;

 

 failed:

    while (--i >= 0)

        if (pdev->resource[i].flags & (IORESOURCE_MEM|IORESOURCE_IO))

 

             release_resource(&pdev->resource[i]);

    return ret;

}

device_add()已经很熟悉了吧.没错,它就是将设备注册到指定的bus_type.

在分析linux设备模型的时候,曾说过.调用device_add()会产生一个hotplug事件.platform device的hotplug与一般的device事件相比.它还要它所属bus_type的uevent().对这个流程不熟悉的可以参照<< linux设备模型深探>>.platform device所属的bus_type为platform_bus_type.它的uevent()接口代码如下:

 

static int platform_uevent(struct device*dev, struct kobj_uevent_env *env)

 

{

    struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);

 

    add_uevent_var(env, "MODALIAS=platform:%s", pdev->name);

 

    return 0;

}

上面的代码很简单,它就是在环境变量中添加一项MODALIAS.

 

五:platform driver的注册

 

在intel 8024的驱动代码中看到.platform driver注册的接口为:

int platform_driver_register(structplatform_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);

 

}

struct platform_driver主要封装了struct device_driver结构.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;

};

在这个接口里,它指定platform driver的所属总线.如果在struct platform_driver指定了各项接口的操作,就会为structdevice_driver中的相应接口赋值.

不要被上面的platform_drv_XXX吓倒了,它们其实很简单,就是将structdevice转换为structplatform_device和structplatform_driver.然后调用platform_driver中的相应接口函数

 

最后,platform_driver_register()将驱动注册到总线上.

这样,总线上有设备,又有驱动,就会进行设备与匹配的过程,调用的相应接口为:

bus ->match --- > bus->probe/driver->probe(如果总线的probe操作不存在,就会调用设备的probe接口).

 

这样,我们又回到platform_bus_type中的各项操作了，调用总线的match函数，检查驱动和设备是否匹配。

对应的match接口如下:

static int platform_match(struct device*dev, struct device_driver *drv)

 

{

    struct platform_device *pdev;

 

    pdev = container_of(dev, struct platform_device, dev);

 

    return (strncmp(pdev->name, drv->name, BUS_ID_SIZE) == 0);

 

}

从代码中看出.如果要匹配成功,那么设备与驱动的名称必须要一致.

platform_bus_type中没有指定probe接口,所以,会转至驱动的probe接口,在platform_driver_register()中.将其probe接口指定为了platform_drv_probe.这个函数又会将操作回溯到struct platform_driver的probe接口中.

到这里,platformdriver的注册过程就会析完了.

 

六:小结

在本小节里,我们以linux设备模型为基础.分析虚拟总线platform的架构.对其hotplug事件,以及设备与驱动的匹配过程做了非常详细的分析.这部份知识是我们深入理解具体设备驱动的基础.