【总结】设备树对platform平台设备驱动带来的变化（史上最强分析）【转】

2022-02-04 00:16:55

本文转载自：http://blog.csdn.net/fengyuwuzu0519/article/details/74375086

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最初我们学习设备树的时候，第一个例子是按键中断，其采用了设备树的方式。我们以此为例分析设备树引入对platform平台驱动的改变。

tiny4412学习(四)之移植Linux-设备树（1）设备树基础知识及GPIO中断：http://blog.csdn.net/fengyuwuzu0519/article/details/74177978

一、改变与不变

（1）platform_driver的入口函数，仍采用platform_driver_register注册（不变）

  1. static int __init int_demo_init(void)
  2. {
  3. int ret;
  4. ret = platform_driver_register(&int_demo_driver);
  5. if (ret)
  6. printk(KERN_ERR "int demo: probe failed: %d\n", ret);
  7. return ret;
  8. }
  9. module_init(int_demo_init);

（2）平台驱动：稍微的变化，多了of_match_table成员

  1. static struct platform_driver int_demo_driver = {
  2. .driver        = {
  3. .name      = "interrupt_demo",
  4. .of_match_table    = of_match_ptr(int_demo_dt_ids),
  5. },
  6. .probe         = int_demo_probe,
  7. .remove        = int_demo_remove,
  8. };

（3）匹配方式的变化：

如果没有引入设备树，还需要定义类似以下文件来匹配

  1. static struct resource s3c_int_resource[] = {
  2. xxx；
  3. };
  4. struct platform_device s3c_device_rtc = {
  5. .name       = "interrupt_demo",
  6. .id     = -1,
  7. .num_resources  = ARRAY_SIZE(s3c_int_resource),
  8. .resource   = s3c_int_resource,
  9. };

在Common-smdk.c (linux-3.4.2\arch\arm\mach-s3c24xx)里

  1. static struct platform_device __initdata *smdk_devs[] = {
  2. &s3c_device_nand,
  3. &smdk_led4,
  4. &smdk_led5,
  5. &smdk_led6,
  6. &smdk_led7,
  7. };
  8. //内核初始化时添加相应设备
  9. platform_add_devices(smdk_devs, ARRAY_SIZE(smdk_devs));

没有引入设备树之前，我们采用设备名字匹配的方式，当platform_driver_register的时候，会去匹配一个名字为"interrupt_demo"的设备，如果找到同名设备则调用probe函数。由于设备树的引入，被硬编码在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx，比如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各种硬件的platform_data将不存在。那么这些设备信息在哪里，什么时候被add进内核，platform_driver如何匹配platform_device呢？答案是设备信息存在设备树中，设备树加载的时候被转换成设备结构体。platform不在像以前那样匹配设备名字，而是匹配驱动中的.compatible与设备树中相应节点的compatible属性是否一致，且不区分大小写。一致则调用probe函数。下面我们就来详细分析为什么是这样。

  1. static const struct of_device_id int_demo_dt_ids[] = {
  2. { .compatible = "tiny4412,interrupt_demo", },
  3. {},
  4. };
  5. MODULE_DEVICE_TABLE(of, int_demo_dt_ids);
  6. static struct platform_driver int_demo_driver = {
  7. .driver        = {
  8. .name      = "interrupt_demo",
  9. .of_match_table    = of_match_ptr(int_demo_dt_ids),
  10. },
  11. .probe         = int_demo_probe,
  12. .remove        = int_demo_remove,
  13. };
  14. static int __init int_demo_init(void)
  15. {
  16. int ret;
  17. ret = platform_driver_register(&int_demo_driver);
  18. if (ret)
  19. printk(KERN_ERR "int demo: probe failed: %d\n", ret);
  20. return ret;
  21. }
  22. module_init(int_demo_init);

完整代码见：http://blog.csdn.net/fengyuwuzu0519/article/details/74177978。

二、详细分析platform_match的过程

1、函数调用流程：

去内核里查看，便可发现一层一层是这么调用的。

platform_match-->of_driver_match_device-->of_match_device-->of_match_node-->of_device_is_compatible-->of_get_property/of_compat_cmp-->strcasecmp((s1), (s2))

我们发现最后是在比较字符串内容一否一致，所以我们只需要分析这几个方法的成员列表，看到底比较的是哪两个字符串即可。

2、方法分析

platform_driver_register，首先调用到如下匹配函数。

platform_match(device,device_driver)

device：猜测是设备树构建的

device_driver：被platform_driver封装，就是我们的int_demo_driver

  1. static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
  2. {
  3. struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
  4. struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
  5. /* Attempt an OF style match first */
  6. if (of_driver_match_device(dev, drv))
  7. return 1;
  8. /* Then try to match against the id table */
  9. if (pdrv->id_table)
  10. return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
  11. /* fall-back to driver name match */
  12. return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
  13. }

of_driver_match_device（device，device_driver）

  1. static inline int of_driver_match_device(struct device *dev,
  2. const struct device_driver *drv)
  3. {
  4. return of_match_device(drv->of_match_table, dev) != NULL;
  5. }

of_match_device(of_device_id,device)

of_device_id：device_driver>of_match_table=of_match_ptr(int_demo_dt_ids)：这个不就是我们在驱动里面定义的of_match_table成员

device：猜测是设备树构建的

  1. const struct of_device_id *of_match_device(const struct of_device_id *matches,
  2. const struct device *dev)
  3. {
  4. if ((!matches) || (!dev->of_node))
  5. return NULL;
  6. return of_match_node(matches, dev->of_node);
  7. }

of_match_node(of_device_id,device_node)

of_device_id：of_match_ptr(int_demo_dt_ids)

device_node：device->of_node（设备树完成了of_node的初始化）继续：

  1. const struct of_device_id *of_match_node(const struct of_device_id *matches,
  2. const struct device_node *node)
  3. {
  4. if (!matches)
  5. return NULL;
  6. while (matches->name[0] || matches->type[0] || matches->compatible[0]) {
  7. int match = 1;
  8. if (matches->name[0])
  9. match &= node->name
  10. && !strcmp(matches->name, node->name);
  11. if (matches->type[0])
  12. match &= node->type
  13. && !strcmp(matches->type, node->type);
  14. if (matches->compatible[0])
  15. match &= of_device_is_compatible(node,
  16. matches->compatible);
  17. if (match)
  18. return matches;
  19. matches++;
  20. }
  21. return NULL;
  22. }

of_device_is_compatible(device_node,char *compat)=of_device_is_compatible（device_node，“tiny4412,interrupt_demo”）

device_node：device->of_node（设备树完成了of_node的初始化）

char *compat:of_device_id->compatible=tiny4412,interrupt_demo

到此我们已经可以发现 ，现在是在和驱动里面定义的of_device_id结构体的compatible成员做对比，那么是谁和它对比呢？我们继续看下一个函数：

  1. int of_device_is_compatible(const struct device_node *device,
  2. const char *compat)
  3. {
  4. const char* cp;
  5. int cplen, l;
  6. cp = of_get_property(device, "compatible", &cplen);
  7. if (cp == NULL)
  8. return 0;
  9. while (cplen > 0) {
  10. if (of_compat_cmp(cp, compat, strlen(compat)) == 0)
  11. return 1;
  12. l = strlen(cp) + 1;
  13. cp += l;
  14. cplen -= l;
  15. }
  16. return 0;
  17. }

cp = of_get_property(device_node,"compatible", &cplen)

device_node：device->of_node（设备树完成了of_node的初始化）

设备树加载的时候构建了device设备，被初始化了of_node成员，现在我们根据of_node去获取节点对应的compatible属性。cp就等于设备树里我们定义的节点的compatible属性值。如上函数of_device_is_compatible，则对比了设备树中节点的compatible与我们定义的是否存在名字一致的设备。存在则返回1；

  1. const void *of_get_property(const struct device_node *np, const char *name,
  2. int *lenp)
  3. {
  4. struct property *pp = of_find_property(np, name, lenp);
  5. return pp ? pp->value : NULL;
  6. }

of_compat_cmp：忽略大小写比较字符串。

#define of_compat_cmp(s1, s2, l)strcasecmp((s1), (s2))

3、相关结构体

（1）device  Device.h (linux-3.4.2\include\linux)
  1. <span style="font-size:14px;">struct device {
  2. struct device       *parent;
  3. struct device_private   *p;
  4. struct kobject kobj;
  5. const char      *init_name; /* initial name of the device */
  6. const struct device_type *type;
  7. struct mutex        mutex;  /* mutex to synchronize calls to
  8. * its driver.
  9. */
  10. struct bus_type *bus;       /* type of bus device is on */
  11. struct device_driver *driver;   /* which driver has allocated this
  12. device */
  13. void        *platform_data; /* Platform specific data, device
  14. core doesn't touch it */
  15. struct dev_pm_info  power;
  16. struct dev_pm_domain    *pm_domain;
  17. #ifdef CONFIG_NUMA
  18. int     numa_node;  /* NUMA node this device is close to */
  19. #endif
  20. u64     *dma_mask;  /* dma mask (if dma'able device) */
  21. u64     coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for
  22. alloc_coherent mappings as
  23. not all hardware supports
  24. 64 bit addresses for consistent
  25. allocations such descriptors. */
  26. struct device_dma_parameters *dma_parms;
  27. struct list_head    dma_pools;  /* dma pools (if dma'ble) */
  28. struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* internal for coherent mem
  29. override */
  30. /* arch specific additions */
  31. struct dev_archdata archdata;
  32. struct device_node  *of_node; /* associated device tree node */
  33. dev_t           devt;   /* dev_t, creates the sysfs "dev" */
  34. u32         id; /* device instance */
  35. spinlock_t      devres_lock;
  36. struct list_head    devres_head;
  37. struct klist_node   knode_class;
  38. struct class        *class;
  39. const struct attribute_group **groups;  /* optional groups */
  40. void    (*release)(struct device *dev);
  41. };</span>

（2）device_driver   Device.h (linux-3.4.2\include\linux)

  1. struct device_driver {
  2. const char      *name;
  3. struct bus_type     *bus;
  4. struct module       *owner;
  5. const char      *mod_name;  /* used for built-in modules */
  6. bool suppress_bind_attrs;   /* disables bind/unbind via sysfs */
  7. const struct of_device_id   *of_match_table;
  8. int (*probe) (struct device *dev);
  9. int (*remove) (struct device *dev);
  10. void (*shutdown) (struct device *dev);
  11. int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);
  12. int (*resume) (struct device *dev);
  13. const struct attribute_group **groups;
  14. const struct dev_pm_ops *pm;
  15. struct driver_private *p;
  16. };

三、总结

到此我们知道了。是在比较驱动中我们定义的of_device_id类型的结构体里面的compatible名字与设备树节点的compatible来决定是否执行probe函数。我们并没有初始化platform_device，这些是内核加载设备树的时候帮我们完成的，并且根据设备树节点初始化了of_node成员，我们可以根据of_node找到节点对应的成员属性。即设备树加载之后，内核会自动把设备树节点转换成 platform_device这种格式，同时把名字放到of_node这个地方。

还有一点我们上面用到的结构体是device，和device_driver，为什么不是我们定义的platform_device和platform_driver呢？其实platform是对device的一层封装，查看源码我们就可以发现函数调用流程：

platform_device--》device            platform_device_register  --》device_add
 platform_driver--》device_driver        platform_driver_register--》device_register
所以platform是对struct device和struct device_driver的封装。

对于device和device_driver我们后面再来分析。

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