Platform Camera驱动框架下的电源管理设计工程 - 第3节

3. Platform Camera驱动模型

在 Platform Camera 驱动框架中，platform_driver 是驱动与内核平台子系统之间的核心绑定接口。该结构体定义于 <linux/platform_device.h>，驱动开发者通过填充其回调函数来实现设备初始化、电源管理、热插拔等操作。

3.1.1 典型 platform_driver 定义示例

static const struct dev_pm_ops camera_pm_ops = {
    SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(camera_suspend, camera_resume)
    SET_RUNTIME_PM_OPS(camera_runtime_suspend, camera_runtime_resume, NULL)
};

static const struct of_device_id camera_of_match[] = {
    { .compatible = "vendor,platform-camera" },
    { /* sentinel */ }
};

static struct platform_driver camera_platform_driver = {
    .probe  = camera_probe,
    .remove = camera_remove,
    .shutdown = camera_shutdown,
    .driver = {
        .name = "platform_camera",
        .of_match_table = camera_of_match,
        .pm = &camera_pm_ops,
    },
};
module_platform_driver(camera_platform_driver);

3.2 probe / remove 流程与电源管理集成

probe() 是 Camera 驱动的“生命起点”，remove() 是“安全终点”。电源管理接口必须在这两个函数中完成电源域、时钟、稳压器的注册与注销，否则系统挂起/恢复时会出现设备状态不一致。

3.2.1 probe 流程中的电源管理步骤

1. 解析设备树：获取 regulator、clocks、power-domains 属性。
2. 获取电源资源：调用 devm_regulator_get()、devm_clk_get() 获取稳压器和时钟句柄。
3. 使能电源域：通过 pm_runtime_enable() 启用运行时 PM，并调用 pm_runtime_get_sync() 确保设备上电。
4. 硬件初始化：配置 MIPI CSI 接口、I2C 寄存器、复位序列。
5. 注册子设备：调用 v4l2_device_register()、media_device_register() 等。
6. 注册中断：devm_request_threaded_irq() 绑定 Camera 帧同步中断。

3.2.2 remove 流程中的电源管理步骤

1. 停止数据流：关闭视频流、停止 DMA 传输。
2. 注销子设备：v4l2_device_unregister()、media_device_unregister()。
3. 释放中断：devm_free_irq()（通常由 devm 自动处理）。
4. 关闭电源：pm_runtime_put_sync() 减少引用计数，触发运行时挂起。
5. 禁用电源域：pm_runtime_disable() 关闭运行时 PM。
6. 释放稳压器/时钟：regulator_disable()、clk_disable_unprepare()。

3.3 电源管理接口设计：dev_pm_ops 与运行时 PM

Platform Camera 驱动的电源管理接口通过 dev_pm_ops 结构体挂载到 platform_driver.driver.pm 指针。该结构体包含系统级休眠和运行时动态电源管理两套回调。

3.3.1 dev_pm_ops 核心回调

3.3.2 运行时 PM 接口设计模式

static int camera_runtime_suspend(struct device *dev)
{
    struct camera_device *cam = dev_get_drvdata(dev);
    // 1. 关闭 MCLK 主时钟
    clk_disable_unprepare(cam->mclk);
    // 2. 关闭 Sensor 稳压器
    regulator_disable(cam->sensor_vdd);
    // 3. 关闭 CSI 接口电源
    regulator_disable(cam->csi_io_vdd);
    dev_dbg(dev, "Camera runtime suspended\n");
    return 0;
}

static int camera_runtime_resume(struct device *dev)
{
    struct camera_device *cam = dev_get_drvdata(dev);
    // 1. 使能 CSI 接口电源
    regulator_enable(cam->csi_io_vdd);
    // 2. 使能 Sensor 稳压器
    regulator_enable(cam->sensor_vdd);
    // 3. 使能 MCLK 主时钟
    clk_prepare_enable(cam->mclk);
    // 4. 重新初始化 Sensor 寄存器
    camera_sensor_init(cam);
    dev_dbg(dev, "Camera runtime resumed\n");
    return 0;
}

static const struct dev_pm_ops camera_pm_ops = {
    SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(camera_suspend, camera_resume)
    SET_RUNTIME_PM_OPS(camera_runtime_suspend, camera_runtime_resume, NULL)
};

3.3.3 电源管理接口与 probe/remove 的协作

电源管理接口并非独立存在，它必须与 probe() 和 remove() 中的资源管理紧密配合：

• probe() 中调用 pm_runtime_enable()：启用运行时 PM 框架，允许后续自动挂起/恢复。
• probe() 中调用 pm_runtime_get_sync()：确保设备在初始化期间处于上电状态，防止硬件访问失败。
• remove() 中调用 pm_runtime_put_sync()：释放 probe 时增加的引用计数，触发运行时挂起。
• remove() 中调用 pm_runtime_disable()：禁用运行时 PM，防止在驱动卸载后仍有电源操作。
• 系统挂起时：内核会先调用 runtime_suspend（如果设备未挂起），再调用 suspend 回调。
• 系统恢复时：内核先调用 resume 回调，再调用 runtime_resume（如果设备之前处于运行时挂起状态）。

3.4 电源管理接口设计中的关键避坑

3.4.1 电源管理接口设计检查清单