Linux裝置驅動之platform：一種描述和管理嵌入式裝置的簡單方法

你是否想過如何在Linux系統中為你的嵌入式裝置編寫驅動程式？你是否想過如何在Linux系統中讓你的驅動程式適應不同的硬體平台和架構？你是否想過如何在Linux系統中讓你的驅動程式實現一些進階的功能，例如熱插拔、電源管理、裝置共享等？如果你對這些問題有興趣，那麼本文將為你介紹一種實現這些目標的有效方法——Linux裝置驅動之platform。 platform是一種用來描述嵌入式裝置的資料結構，它可以讓你用一種簡單而統一的方式，將嵌入式裝置的資訊和屬性傳遞給內核，從而實現裝置的識別和驅動。 platform也是一種用來實現硬體無關性的機制，它可以讓你用一種靈活且可移植的方式，將嵌入式裝置的配置和管理從驅動程式程式碼中分離出來，從而實現多平台的支援。 platform也是一種用於實現高級功能的框架，它可以讓你用一種標準而通用的方式，定義和使用各種嵌入式設備的接口和協議，從而實現熱插拔、電源管理、設備共享等功能。本文將從platform的基本概念、語法規則、寫作方法、註冊過程、匹配方式等方面，為你詳細地介紹platform在Linux設備驅動中的應用和作用，幫助你掌握這種有用而強大的方法。

根據Linux設備模型可知，一個現實的Linux設備和驅動通常都需要掛接在一種總線上，對於本身依附於PCI、USB等的設備而言，這自然不是問題，但是在嵌入式系統裡面，SoC系統中整合的獨立的周邊控制器、掛接在SoC 記憶體空間的周邊等卻不依附於此類匯流排。基於這個背景，Linux設計了一種虛擬的匯流排，稱為platform匯流排，對應的裝置稱為platform_device，而驅動程式稱為platform_driver。

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設計目的

• #相容設備模型

  使得设备被挂接在一个总线上，因此，符合 Linux 2.6 的设备模型。其结果是，配套的
  
  sysfs结点、设备电源管理都成为可能。
  

• BSP和驅動隔離

  在BSP中定义platform设备和设备使用的资源、设备的具体配置信息。而在驱动中，只需要通
  
  过通用API去获取资源和数据，做到了板相关代码和驱动代码的分离，使得驱动具有更好的可
  
  扩展性和跨平台性。
  

軟體架構

#核心中Platform裝置有關的實作位於include/linux/platform_device.h和drivers/base/platform.c兩個檔案中，它的軟體架構如下：

#由圖片可知，Platform裝置在內核中的實作主要包括三個部分：

• Platform Bus，基於底層bus模組，抽像出一個虛擬的Platform bus，用來掛載Platform設備；
• Platform Device，基於底層device模組，抽像出Platform Device，用來表示Platform設備；
• # Platform Driver，基於底層device_driver模組，抽像出Platform Driver，用於驅動Platform裝置。

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platform_device

##注意，所謂的platform_device並不是與字元裝置、區塊裝置和網路裝置並列的概念，而是Linux系統提供的一種附加手段，例如，在S3C2440處理器中，把內部整合的I2C、RTC、 SPI、LCD、看門狗等控制器都歸納為platform_device，而它們本身就是字元裝置。

/* defined in  */
struct platform_device {
    const char * name; / * 设备名 */
    u32 id; /* 用于标识该设备的ID */
    struct device dev; /* 真正的设备（Platform设备只是一个特殊的设备，
因此其核心逻辑还是由底层的模块实现）*/
    u32 num_resources; / * 设备所使用各类资源数量 */
    struct resource * resource; / * 资源 */
};

/* defined in  */
struct resource {
    resource_size_t start; /* 资源起始 */
    resource_size_t end; /* 结束 */
    const char *name;
    unsigned long flags; /* 类型 */
    struct resource *parent, *sibling, *child;
};
/* 设备驱动获取BSP定义的resource */
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *, unsigned int flags, 
unsigned int num);

#include 
int platform_device_register(struct platform_device *);   
void platform_device_unregister(struct platform_device *);

Tip: 和板級緊密相關的資源描述放在dev.paltform_data中。

paltform_driver

platform_driver这个结构体中包含probe()、remove()、shutdown()、suspend()、resume()函数，通常也需要由驱动实现:

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;
};

#include 
int platform_driver_register(struct platform_driver *);   
void platform_driver_unregister(struct platform_driver *);

platform_bus

系统中为platform总线定义了一个bus_type的实例platform_bus_type：

struct bus_type platform_bus_type = {
    .name = "platform",
    .dev_attrs = platform_dev_attrs,
    .match = platform_match,
    .uevent = platform_uevent,
    .pm = PLATFORM_PM_OPS_PTR,
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_bus_type);

这里要重点关注其 match()成员函数，正是此成员函数确定了 platform_device 和 platform_driver之间如何匹配:

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);
}

通过本文，我们了解了platform在Linux设备驱动中的应用和作用，学习了如何编写、注册、匹配、修改和调试platform。我们发现，platform是一种非常适合嵌入式系统开发的方法，它可以让我们方便地描述和管理嵌入式设备，实现硬件无关性和高级功能。当然，platform也有一些注意事项和限制，比如需要遵循语法规范、需要注意兼容性问题、需要注意内存占用和性能影响等。因此，在使用platform时，我们需要有一定的硬件知识和经验，以及良好的编程习惯和调试技巧。希望本文能够为你提供一个入门级的指导，让你对platform有一个初步的认识和理解。如果你想深入学习platform，建议你参考更多的资料和示例，以及自己动手实践和探索。

以上是Linux裝置驅動之platform：一種描述和管理嵌入式裝置的簡單方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！