Linux驅動開發（7）------- platform平臺總線

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一，platform平臺總線簡介

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1、何爲平臺總線
(1)相對於usb、pci、i2c等物理總線來說，platform總線是虛擬的、抽象出來的。
(2)回顧裸機中講的，CPU與外部通信的2種方式：地址總線式連接和專用接口式連接。平臺總線對應地址總線式連接設備，也就是SoC內部集成的各種內部外設。

2、平臺總線下管理的2員大將
(1)platform工作體系都定義在drivers/base/platform.c中
(2)兩個結構體：platform_device和platform_driver

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platform_device

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struct platform_device {
	const char	* name;			// 平臺總線下設備的名字
	int		id;
	struct device	dev;		// 所有設備通用的屬性部分
	u32		num_resources;		// 設備使用到的resource的個數
	struct resource	* resource;	// 設備使用到的資源數組的首地址

	const struct platform_device_id	*id_entry;	// 設備ID表

	/* arch specific additions */
	struct pdev_archdata	archdata;			// 自留地，用來提供擴展性的
};

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platform_driver

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struct platform_driver {
	int (*probe)(struct platform_device *);		// 驅動探測函數
	int (*remove)(struct platform_device *);	// 去掉一個設備
	void (*shutdown)(struct platform_device *);	// 關閉一個設備
	int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);  //電源管理支持的掛起
	int (*resume)(struct platform_device *);                 //掛起對應的恢復
	struct device_driver driver;				// 所有設備共用的一些屬性
	const struct platform_device_id *id_table;	// 設備ID表
};

二，platform平臺總線工作原理

1、平臺總線體系的工作流程

• 第一步：系統啓動時在bus系統中註冊platform。
• 第二步：內核移植的人負責提供platform_device
• 第三步：寫驅動的人負責提供platform_driver
• 第四步：platform的match函數發現driver和device匹配後，調用driver的probe函數來完成驅動的初始化和安裝，然後設備就工作起來了

2、平臺總線的匹配方法match

static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *dr
{
 struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
 struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
 
 /* Attempt an OF style match first */
 if (of_driver_match_device(dev, drv))
 return 1;
 
 /* Then try ACPI style match */
 if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
 return 1;
 
 /* Then try to match against the id table */
 if (pdrv->id_table)
 return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL
 
 /* fall-back to driver name match */
 return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
}

(1)每種總線（不光是platform，usb、i2c那些也是）都會帶一個match方法，match方法用來對總線下的device和driver進行匹配。理論上每種總線的匹配算法是不同的，但是實際上一般都是看name的。
(2)platform_match函數就是平臺總線的匹配方法。該函數的工作方法是：

• 如果有id_table就說明驅動可能支持多個設備，所以這時候要去對比id_table中所有的name，只要找到一個相同的就匹配上了不再找了
• 如果找完id_table都還沒找到就說明每匹配上
• 如果沒有id_table或者每匹配上，那就直接對比device和driver的name，如果匹配上就匹配上了，如果還沒匹配上那就匹配失敗

3、platform設備和驅動的註冊過程
(1)兩個接口函數：platform_device_register和platform_driver_register

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platform_driver_register

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int platform_driver_register(struct platform_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;

	return driver_register(&drv->driver);
}

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platform_device_register

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int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
{
	device_initialize(&pdev->dev);
	return platform_device_add(pdev);
}

2、platdata

(1)platdata其實就是設備註冊時提供的設備有關的一些數據（譬如設備對應的gpio、使用到的中斷號、設備名稱····）
(2)這些數據在設備和驅動match之後，會由設備方轉給驅動方。驅動拿到這些數據後，通過這些數據得知設備的具體信息，然後來操作設備。
(3)這樣做的好處是：
驅動源碼中不攜帶數據，只負責算法（對硬件的操作方法）。現代驅動設計理念就是算法和數據分離，這樣最大程度保持驅動的獨立性和適應性。

3、probe函數的功能和意義
probe在設備驅動被註冊到內核中的時候，被總線型驅動調用。
總線驅動類似於用輪訓方法bai探測總線上的所有設備，將設備的識別型信息和關鍵數據結構 (pci ids, usb ids, i2c ids and etc.)傳遞給probe函數，probe就會識別是否是自己負責驅動的設備，並負責完成該設備的初始化操作。

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三，使用platform平臺總線的LED驅動代碼實踐

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#include <linux/module.h>		// module_init  module_exit
#include <linux/init.h>			// __init   __exit
#include <linux/fs.h>
#include <linux/leds.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/gpio-bank.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/ioport.h>
#include <mach/gpio.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <mach/leds-gpio.h>
#include <linux/slab.h>


#define X210_LED_OFF	1			// X210中LED是正極接電源，負極節GPIO
#define X210_LED_ON		0			// 所以1是滅，0是亮

struct s5pv210_gpio_led {
	struct led_classdev		 cdev;
	struct s5pv210_led_platdata	*pdata;
};

static inline struct s5pv210_gpio_led *pdev_to_gpio(struct platform_device *dev)
{
	return platform_get_drvdata(dev);
}

static inline struct s5pv210_gpio_led *to_gpio(struct led_classdev *led_cdev)
{
	return container_of(led_cdev, struct s5pv210_gpio_led, cdev);
}


// 這個函數就是要去完成具體的硬件讀寫任務的
static void s5pv210_led_set(struct led_classdev *led_cdev,
			    enum led_brightness value)
{
	struct s5pv210_gpio_led *p = to_gpio(led_cdev);
	
	printk(KERN_INFO "s5pv210_led_set\n");
	
	// 在這裏根據用戶設置的值來操作硬件
	// 用戶設置的值就是value
	if (value == LED_OFF)
	{
		// 用戶給了個0，希望LED滅
		gpio_set_value(p->pdata->gpio, X210_LED_OFF);
	}
	else
	{
		// 用戶給的是非0，希望LED亮
		gpio_set_value(p->pdata->gpio, X210_LED_ON);
	}
}


static int s5pv210_led_probe(struct platform_device *dev)
{
	// 用戶insmod安裝驅動模塊時會調用該函數
	// 該函數的主要任務就是去使用led驅動框架提供的設備註冊函數來註冊一個設備
	int ret = -1;
	struct s5pv210_led_platdata *pdata = dev->dev.platform_data;
	struct s5pv210_gpio_led *led;
	
	printk(KERN_INFO "----s5pv210_led_probe---\n");

	led = kzalloc(sizeof(struct s5pv210_gpio_led), GFP_KERNEL);
	if (led == NULL) {
		dev_err(&dev->dev, "No memory for device\n");
		return -ENOMEM;
	}

	platform_set_drvdata(dev, led);
	

	// 在這裏去申請驅動用到的各種資源，當前驅動中就是GPIO資源
	if (gpio_request(pdata->gpio, pdata->name)) 
	{
		printk(KERN_ERR "gpio_request failed\n");
	} 
	else 
	{
		// 設置爲輸出模式，並且默認輸出1讓LED燈滅
		gpio_direction_output(pdata->gpio, 1);
	}
	
	// led1
	led->cdev.name = pdata->name;
	led->cdev.brightness = 0;	
	led->cdev.brightness_set = s5pv210_led_set;
	led->pdata = pdata;
	
	ret = led_classdev_register(&dev->dev, &led->cdev);
	if (ret < 0) {
		printk(KERN_ERR "led_classdev_register failed\n");
		return ret;
	}
	
	return 0;
}

static int s5pv210_led_remove(struct platform_device *dev)
{
	struct s5pv210_gpio_led *p = pdev_to_gpio(dev);

	led_classdev_unregister(&p->cdev);
	gpio_free(p->pdata->gpio);
	kfree(p);								// kfee放在最後一步
	
	return 0;
}

static struct platform_driver s5pv210_led_driver = {
	.probe		= s5pv210_led_probe,
	.remove		= s5pv210_led_remove,
	.driver		= {
		.name		= "s5pv210_led",
		.owner		= THIS_MODULE,
	},
};

static int __init s5pv210_led_init(void)
{
	return platform_driver_register(&s5pv210_led_driver);
}

static void __exit s5pv210_led_exit(void)
{
	platform_driver_unregister(&s5pv210_led_driver);
}

module_init(s5pv210_led_init);
module_exit(s5pv210_led_exit);

// MODULE_xxx這種宏作用是用來添加模塊描述信息
MODULE_LICENSE("GPL");							// 描述模塊的許可證
MODULE_AUTHOR("aston <[email protected]>");		// 描述模塊的作者
MODULE_DESCRIPTION("s5pv210 led driver");		// 描述模塊的介紹信息
MODULE_ALIAS("s5pv210_led");					// 描述模塊的別名信息