关于platform_device一些讲解--由bluesleep带来的tip

从2.6版本开始引入了platform这个概念,在开发底层驱动程序时,首先要确认的就是设备的资源信息,例如设备的地址,
在2.6内核中将每个设备的资源用结构platform_device来描述,该结构体定义在kernel/include/linux/platform_device.h中,
struct platform_device {
 const char * name;
 u32  id;
 struct device dev;
 u32  num_resources;
 struct resource * resource;
};
该结构一个重要的元素是resource,该元素存入了最为重要的设备资源信息,定义在kernel/include/linux/ioport.h中,
struct resource {
 const char *name;
 unsigned long start, end;
 unsigned long flags;
 struct resource *parent, *sibling, *child;
};
下面举个例子来说明一下:
在kernel/arch/arm/mach-pxa/pxa27x.c定义了
tatic struct resource pxa27x_ohci_resources[] = {
 [0] = {
  .start  = 0x4C000000,
  .end    = 0x4C00ff6f,
  .flags  = IORESOURCE_MEM,
 },
 [1] = {
  .start  = IRQ_USBH1,
  .end    = IRQ_USBH1,
  .flags  = IORESOURCE_IRQ,
 },
};
这里定义了两组resource,它描述了一个usb host设备的资源,第1组描述了这个usb host设备所占用的
总线地址范围,IORESOURCE_MEM表示第1组描述的是内存类型的资源信息,第2组描述了这个usb host设备
的中断号,IORESOURCE_IRQ表示第2组描述的是中断资源信息。设备驱动会根据flags来获取相应的资源信息。
有了resource信息,就可以定义platform_device了:
static struct platform_device ohci_device = {
 .name  = "pxa27x-ohci",
 .id  = -1,
 .dev  = {
  .dma_mask = &pxa27x_dmamask,
  .coherent_dma_mask = 0xffffffff,
 },
 .num_resources  = ARRAY_SIZE(pxa27x_ohci_resources),
 .resource       = pxa27x_ohci_resources,
};
有了platform_device就可以调用函数platform_add_devices向系统中添加该设备了,这里的实现是
static int __init pxa27x_init(void)
{
 return platform_add_devices(devices, ARRAY_SIZE(devices));
}
这里的pxa27x_init必须在设备驱动加载之前被调用,可以把它放到
subsys_initcall(pxa27x_init);

驱动程序需要实现结构体struct platform_driver,参考kernel/driver/usb/host/ohci-pxa27.c,

static struct platform_driver ohci_hcd_pxa27x_driver = {
 .probe  = ohci_hcd_pxa27x_drv_probe,
 .remove  = ohci_hcd_pxa27x_drv_remove,
#ifdef CONFIG_PM
 .suspend = ohci_hcd_pxa27x_drv_suspend,
 .resume  = ohci_hcd_pxa27x_drv_resume,
#endif
 .driver  = {
  .name = "pxa27x-ohci",
 },
};

在驱动初始化函数中调用函数platform_driver_register()注册platform_driver,需要注意的是
ohci_device结构中name元素和ohci_hcd_pxa27x_driver结构中driver.name必须是相同的,这样
在platform_driver_register()注册时会对所有已注册的所有platform_device中的name和当前注
册的platform_driver的driver.name进行比较,只有找到相同的名称的platfomr_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,这里就是ohci_hcd_pxa27x_drv_probe。

当进入probe函数后,需要获取设备的资源信息,获取资源的函数有:
struct resource * platform_get_resource(struct platform_device *dev, unsigned int type, unsigned int num);
根据参数type所指定类型,例如IORESOURCE_MEM,来获取指定的资源。
struct int platform_get_irq(struct platform_device *dev, unsigned int num);
获取资源中的中断号。
struct resource * platform_get_resource_byname(struct platform_device *dev, unsigned int type, char *name);
根据参数name所指定的名称,来获取指定的资源。
int platform_get_irq_byname(struct platform_device *dev, char *name);
根据参数name所指定的名称,来获取资源中的中断号。

 

http://blog.chinaunix.net/u3/110728/showart_2161788.html

<think>我们正在讨论Linux设备模型中的三个关键结构体:platform_deviceplatform_driver和device_driver。 它们之间的关系是: 1. platform_device 代表一个具体的平台设备,通常描述SoC上的外设(如I2C控制器、SPI控制器等),它包含设备的资源(如内存地址、中断号等)。 2. device_driver 是一个通用的设备驱动结构体,包含驱动的基本操作(如probe、remove)和设备模型需要的字段。 3. platform_driver 是平台设备驱动,它内嵌了一个device_driver结构体,并扩展了平台设备特有的操作(如平台设备匹配和电源管理)。 具体关系如下: - platform_driver 结构体中包含一个 device_driver 结构体成员(通常命名为driver)。 - platform_driver 通过其内部的 device_driver 成员与内核设备模型关联。 - 当注册一个 platform_driver 时,实际上是通过其内部的 device_driver 注册到总线上(platform_bus_type)。 - platform_deviceplatform_driver 通过名称进行匹配(即platform_device的name字段和platform_driver的id_table或者driver.name匹配)。 - 匹配成功后,会调用 platform_driver 中的 probe 函数。 结构体定义(简化): ```c struct platform_device { const char *name; // 设备名称,用于匹配驱动 int id; struct device dev; // 内嵌的通用设备结构体 // ... 资源信息等 }; struct device_driver { const char *name; // 驱动名称 struct bus_type *bus; // 所属总线 int (*probe)(struct device *dev); // 探测设备 int (*remove)(struct device *dev); // 移除设备 // ... 其他操作 }; struct platform_driver { int (*probe)(struct platform_device *); // 平台设备的探测函数 int (*remove)(struct platform_device *); // 移除函数 struct device_driver driver; // 内嵌的通用设备驱动 const struct platform_device_id *id_table; // 设备匹配表 }; ``` 工作流程: 1. 系统启动时,平台设备(platform_device)通常通过板级文件或设备树被注册到内核。 2. 驱动程序通过调用`platform_driver_register`注册一个platform_driver。 3. 内核的platform总线(platform_bus_type)会尝试将已注册的设备与驱动进行匹配。 4. 匹配依据:platform_driver的driver.name与platform_device的name匹配,或者platform_driver的id_table中的任一条目与platform_device的name匹配。 5. 匹配成功则调用platform_driver的probe函数(注意:实际调用的是platform_driver->driver.probe,但通常这个函数指针被设置为一个内部函数,该内部函数会调用platform_driver->probe,并将device转换为platform_device)。 注意:在platform_driver的初始化中,通常会将device_driver的probe函数设置为一个通用的平台驱动probe函数(例如platform_drv_probe),这个函数会调用platform_driver自己的probe函数。 总结: - platform_device 描述硬件设备。 - platform_driver 包含驱动该硬件设备的函数,并内嵌一个device_driver。 - device_driver 是设备驱动的通用部分,由platform_driver中的driver成员实现。 关系图: platform_driver -> 包含 device_driver platform_device -> 包含 device 在总线上,device_driver和device进行匹配,而实际上匹配的是platform_deviceplatform_driver。 §§相关问题§§ 1. 在内核中,platform_deviceplatform_driver是如何通过名称进行匹配的? 2. 当platform_driver注册时,其内嵌的device_driver的probe函数是如何被设置并最终调用到platform_driver的probe函数的? 3. 设备树(Device Tree)机制下,platform_device是如何被创建和注册的? 4. platform_device结构体中的struct device dev成员与device_driver结构体有何关联? 5. 在platform驱动模型中,为什么需要将device_driver内嵌在platform_driver中,而不是直接使用device_driver?</think>### Linux设备驱动模型核心结构体关系解析 #### 1. **基础层级关系** ```c struct device_driver { // 通用驱动抽象 const char *name; // 驱动名称 struct bus_type *bus; // 所属总线 int (*probe)(struct device *dev); // 探测设备 ... }; struct platform_driver { // 平台设备驱动 int (*probe)(struct platform_device *); struct device_driver driver; // 内嵌通用驱动结构 const struct platform_device_id *id_table; ... }; struct platform_device { // 平台设备实例 const char *name; // 设备名称 struct device dev; // 内嵌设备基类 struct resource *resource; // 设备资源 ... }; ``` #### 2. **关键交互机制** 1. **注册绑定流程** ```mermaid graph LR A[platform_device_register] --> B[注册到platform_bus] C[platform_driver_register] --> D[注册driver到platform_bus] B & D --> E[总线匹配driver.name与device.name] E --> F[调用platform_driver.probe] ``` 2. **结构体内嵌关系** - `platform_driver` 包含 `device_driver` 成员 - `platform_device` 包含 `device` 成员 - 通过`container_of`宏实现父子结构转换: ```c struct platform_device *pdev = container_of(dev, struct platform_device, dev); struct platform_driver *pdrv = container_of(drv, struct platform_driver, driver); ``` #### 3. **功能对比表** | 结构体 | 作用域 | 关键成员 | 生命周期管理 | |------------------|-------------|----------------------------|-------------------| | `device_driver` | 通用驱动模型 | name, bus, probe | 所有设备类型通用 | | `platform_driver`| 平台设备驱动 | driver, probe, id_table | 封装platform特有操作 | | `platform_device`| 平台设备实例 | name, dev, resource | 描述SoC固定资源 | #### 4. **典型驱动开发流程** ```c // 定义平台驱动 static struct platform_driver my_driver = { .probe = my_probe, .driver = { .name = "my_device", // 匹配设备名称 .owner = THIS_MODULE, }, }; // 设备探测函数 static int my_probe(struct platform_device *pdev) { // 1. 获取设备资源 struct resource *res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); // 2. 映射寄存器 void __iomem *base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res); // 3. 注册字符设备等操作 ... } // 注册驱动 module_platform_driver(my_driver); ``` #### 5. **设备树(Device Tree)整合** 现代Linux使用设备树替代硬编码`platform_device`: ```dts my_device: my_device@0x12340000 { compatible = "vendor,my-device"; // 匹配驱动 reg = <0x12340000 0x1000>; // 寄存器空间 interrupts = <0 45 4>; // 中断号 }; ``` 驱动通过`of_match_table`匹配: ```c static const struct of_device_id my_of_ids[] = { { .compatible = "vendor,my-device" }, {} }; struct platform_driver my_driver = { .driver = { .of_match_table = my_of_ids, }, }; ```
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