Paltform总线与其它总线框架的关系探究

最新推荐文章于 2023-09-07 09:40:14 发布

DemonDe

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在学习驱动的过程中，学习过Platform、I2C、SPI、USB等总线架构，对于Platform总线的理解是在书藉（宋宝华的《Linux设备驱动详解》）上所述的“一个现实的Linux设备和驱动通常需要挂接在一种总线上，对于本身依附于PCI、USB、I2C、SPI等的设备而言，这自然不是问题。但是在嵌入式系统里面，在SOC系统中集成的独立控制器、挂接在SOC内存空间的外设等却不依附于此类总线。基于这一背景Linux发明了一种虚拟的总线，称为platform总线，相应的设备称为platform_device，而驱动成为platform_driver”。

对于这几句话，可能是我的误解以为PCI、USB这种设备的驱动程序有自己总线的框架，而与Platform并没有一丝关联，完全是相互独立的框架。而Platform只适用于GPIO这种没有总线协议的外设。

但是最近回顾仔细分析内核源码后，发现完全理解错误了。由其是那段话中的后半句（标红），根本被我直接忽略了。简单的说，一个完整的I2C框架或者其它框架是依赖于Platform总线的。下面以基于Linux2.6.22内核的S3C2440关于I2C驱动为例。

下图所列的就是在各种博客上都能看到的I2C框架。

第一次看这个图的时候，以为这就是I2C驱动的全部，可是我意外地I2C_S3C2410.c文件的adapter驱动入口函数i2c_adap_s3c_init中发现了platform_driver_register函数，（其实很明显，想不通为什么现在才发现），这个明明是platform框架才会用到的啊，在这里是什么意思。而且adapter又作为了platform的driver端（对platform的理解，三个部分组成，driver端是无关于硬件的驱动，而dev端则是定义了一堆资源，最后的核心Bus只是构造了连接driver和dev的纽扣并没有太多的核心代码），那么与之对应的platform的dev端在哪儿呢，经过搜索.id成员（至少linux2.6.22是通过id字符串构建联系的）发现平台资源在devs.c（arch\arm\plat-s3c24xx）中定义了，如下表所示。

<span style="font-size:18px;">static struct resource s3c_i2c_resource[] = {
[0] = {
.start = S3C24XX_PA_IIC,
.end = S3C24XX_PA_IIC + S3C24XX_SZ_IIC - 1,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = IRQ_IIC,
.end = IRQ_IIC,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
}
};
struct platform_device s3c_device_i2c = {
.name = "s3c2410-i2c",
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),
.resource = s3c_i2c_resource,
};
EXPORT_SYMBOL(s3c_device_i2c);
</span>

使用该资源的地方在mach-smdk2440.c（arch\arm\mach-s3c2440）中，如下表所示。

<span style="font-size:18px;">static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
&s3c_device_usb,
&s3c_device_lcd,
&s3c_device_wdt,
&s3c_device_i2c,
&s3c_device_iis,
};
static void __init smdk2440_map_io(void)
{
s3c24xx_init_io(smdk2440_iodesc, ARRAY_SIZE(smdk2440_iodesc));
s3c24xx_init_clocks(16934400);
s3c24xx_init_uarts(smdk2440_uartcfgs, ARRAY_SIZE(smdk2440_uartcfgs));
}
static void __init smdk2440_machine_init(void)
{
s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_lcd_cfg);
platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices)); //依次添加
smdk_machine_init();
}
</span>

至此，根据如上代码及所在内核的路径，不难可以总结如下。

一个I2C完整的驱动，应该至少包括两个方面：一个是基于Platform总线（dev-bus-drv）的驱动。另外一个是基于I2C固有的框架。

从硬件架构上分析，两者作用不相同。将一个I2C插入一个自带I2C控制器的处理器平台，这一过程从硬件上分析，包含了1处理器2平台3 I2C设备。

处理器和平台的关系，可以说平台定制了处理器，比如定制使用处理器的哪些资源，例如哪些GPIO作为输出连接LED设备，哪些GPIO作为输入连接了按键，另外一个处理器可能有多个I2C控制器，而且与其它资源如GPIO复用，因此，平台也需要定制哪个I2C控制器作为与外设连接的端口。而Platform总线就是起到这个作用，在某个文件（通常是mach-xxx）中确定该开发板所使用的资源，而对应的控制器驱动方面，则专注于与硬件无关的驱动，如i2c-s3c24xx.c。一旦匹配后，会调用drv端定义的probe函数，对于i2c而言，probe函数，主要完成了注册一个adapter的作用，至此完成了处理器I2C内部控制器驱动的初始化，同时也注册了adapter，为i2c设备驱动层面起到了铺垫。

平台和I2C设备的关系，就是指一个I2C设备与处理器相连接的过程，上述过程，只是专注于提供一个适用于该处理器也可以说是平台的传输I2C正确的方法，但是不同的I2C设备传输的数据含义是不相同的，因此，还需要一个设备驱动，设备驱动就是基于I2C固有的框架（adapter-bus-drv）驱动完成的。即一旦向BUS注册一个DRV，BUS会从ADAPTER链表中轮询每一个，去调用DRV的attach_adapter函数，（内容基本上就是利用i2c_probe函数根据地址向设备发送查询信号，一旦成功就会调用i2c_probe指定的接口函数）。

综上，完整的框架粗略如下图所示。基于上述，再次去理解本文开头引用的那段话相信会有全新的感悟