前言

Linux 设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上，例如PCI、USB、I2C、SPI 等的设备存在真实的总线，这自然不是问题，但是SOC上的外设控制器、挂接在SoC内存空间的外设等却不依附于此类总线。基于这一背景，linux形成了一种虚拟的总线，称为platform 总线，相应的设备称为platform_device，而驱动成为platform_driver。

platform总线的出现提高了代码的重用性、实现了设备与驱动的分离，增强了可移植性。之前的驱动开发是把驱动信息和设备信息都写在一起，当模块很多时，就大大增加了冗余代码，不易于维护开发。

本篇章将对platform总线涉及的基础知识进行讲解，下篇章再通过阅读内核platform源码文件疏通具体工作过程。

1 总线、设备和驱动模型

1.1 驱动分离

驱动开发中，为了提高代码的重用性，采取了驱动分离的方法，每个平台驱动都会对应有主机驱动和设备驱动，主机驱动就是平台下相应控制器的驱动。

拿I2C来举例，I2C主机控制器的驱动每个平台都不一样，由soc芯片厂家编写，中间有个核心层提供统一接口，设备驱动调用统一接口编写，这样设备驱动就可以适用于任何平台了，一般设备驱动由设备器件厂家编写提供。

1.2 驱动、设备分离

在设备驱动中不填写任何设备信息，驱动使用中通过标准方法获取设备信息（例如从设备树中获取），然后根据设备信息初始化设备；可以在设备树中填入设备信息，像设备挂接在哪个I2C接口上、名字、物理地址、速率设置多少等；这样就把设备信息从设备驱动中分离出来了。设备、驱动分离后就需要有方法将它们连接匹配上，此时总线（bus）就充当这个角色。

当我们向系统注册一个驱动的时候，总线就会在右侧的设备中查找，看看有没有与之匹配的设备，如果有的话就将两者联系起来。同样的，当向系统中注册一个设备的时候，总线就会在左侧的驱动中查找看有没有与之匹配的设备，有的话也联系起来。

2 platform 框架模型

linux中为了解决有些外设没有总线这个概念的问题，故引出了虚拟总线（platform）这个概念。相应的驱动、设备叫platform_driver、platform_device。

2.1 platform总线

结构体bus_type描述总线，定义在include/linux/device.h中；


struct bus_type {const char      *name;const char      *dev_name;struct device       *dev_root;struct device_attribute *dev_attrs; /* use dev_groups instead */const struct attribute_group **bus_groups;   //总线属性const struct attribute_group **dev_groups;   //设备属性const struct attribute_group **drv_groups;   //驱动属性int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);int (*probe)(struct device *dev);int (*remove)(struct device *dev);void (*shutdown)(struct device *dev);int (*online)(struct device *dev);int (*offline)(struct device *dev);int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);int (*resume)(struct device *dev);const struct dev_pm_ops *pm;const struct iommu_ops *iommu_ops;struct subsys_private *p;struct lock_class_key lock_key;
};

参数name：定义总线的名字；

参数match函数：完成设备与驱动间的匹配，该函数有两个参数（dev、drv）分别表示设备和驱动对应的结构体；

2.2 platform驱动

结构体platform_driver表示platform驱动，定义在include/linux/platform_device.h中；

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 (*resume)(struct platform_device *);struct device_driver driver;const struct platform_device_id *id_table;bool prevent_deferred_probe;
};

参数probe函数：当driver 和device 匹配成功的时候，就会执行probe 函数；

参数remove函数：当driver 和device 任意一个remove 的时候，就会执行这个函数；

参数id_table：保存了很多id 信息。id 信息存放着这个platformd 驱动所支持的驱动类型。

device_driver结构体定义在 include/linux/device.h；着重关注of_device_id结构体；

struct device_driver {const char      *name;struct bus_type     *bus;struct module       *owner;const char      *mod_name;  /* used for built-in modules */bool suppress_bind_attrs;   /* disables bind/unbind via sysfs */enum probe_type probe_type;const struct of_device_id   *of_match_table;const struct acpi_device_id *acpi_match_table;int (*probe) (struct device *dev);int (*remove) (struct device *dev);void (*shutdown) (struct device *dev);int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);int (*resume) (struct device *dev);const struct attribute_group **groups;const struct dev_pm_ops *pm;struct driver_private *p;
};

结构体platform_device_id、of_device_id定义在/linux/mod_devicetable.h；

struct platform_device_id {char name[PLATFORM_NAME_SIZE];kernel_ulong_t driver_data;
};struct of_device_id {char    name[32];char    type[32];char    compatible[128];const void *data;
};

2.2.1 platform驱动注册函数

int platform_driver_register (struct platform_driver *driver)

参数driver：要注册的 platform驱动，定义好的platform_driver结构体变量；
返回值：负数，失败； 0，成功。

2.2.2 platform 驱动卸载函数

void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv)

参数drv：要卸载的 platform驱动。

2.3 platform设备

platform_device这个结构体表示 platform设备，如果内核使用设备树来描述设备信息，就不需要使用platform_device结构体描述了。（现在的开发中很多都是使用设备树来描述了）

struct platform_device {const char  *name;int     id;bool        id_auto;struct device   dev;u32     num_resources;struct resource *resource;const struct platform_device_id *id_entry;char *driver_override; /* Driver name to force a match *//* MFD cell pointer */struct mfd_cell *mfd_cell;/* arch specific additions */struct pdev_archdata    archdata;
};

参数name：platform设备的名字，用来和platform驱动相匹配。名字相同才能匹配成功；

参数id：是用来区分如果设备名字相同的时候(通过在后面添加一个数字来代表不同的设备），通常为 -1 ;

参数resource：资源结构体，描述设备信息；

参数num_resource：资源结构体数量。

resource结构体定义再/linux/ioport.h中；

flag表示资源类型，内核定义了可选的资源类型，常用类型有IORESOURCE_IO（IO 的内存）、IORESOURCE_MEM（表述一段物理内存）、IORESOURCE_IRQ （表示中断），如下代码：

struct resource {resource_size_t start;resource_size_t end;const char *name;unsigned long flags;struct resource *parent, *sibling, *child;
};/** IO resources have these defined flags.*/
#define IORESOURCE_BITS     0x000000ff  /* Bus-specific bits */#define IORESOURCE_TYPE_BITS    0x00001f00  /* Resource type */
#define IORESOURCE_IO       0x00000100  /* PCI/ISA I/O ports */
#define IORESOURCE_MEM      0x00000200
#define IORESOURCE_REG      0x00000300  /* Register offsets */
#define IORESOURCE_IRQ      0x00000400
#define IORESOURCE_DMA      0x00000800
#define IORESOURCE_BUS      0x00001000#define IORESOURCE_PREFETCH 0x00002000  /* No side effects */
#define IORESOURCE_READONLY 0x00004000
#define IORESOURCE_CACHEABLE    0x00008000
#define IORESOURCE_RANGELENGTH  0x00010000
#define IORESOURCE_SHADOWABLE   0x00020000#define IORESOURCE_SIZEALIGN    0x00040000  /* size indicates alignment */
#define IORESOURCE_STARTALIGN   0x00080000  /* start field is alignment */#define IORESOURCE_MEM_64   0x00100000
#define IORESOURCE_WINDOW   0x00200000  /* forwarded by bridge */
#define IORESOURCE_MUXED    0x00400000  /* Resource is software muxed */#define IORESOURCE_EXCLUSIVE    0x08000000  /* Userland may not map this resource */
#define IORESOURCE_DISABLED 0x10000000
#define IORESOURCE_UNSET    0x20000000  /* No address assigned yet */

2.3.1 platform设备注册函数

int platform_device_register(struct platform_device *pdev)

参数pdev：要注册的 platform设备。
返回值：负数，失败； 0，成功。

2.3.2 platform设备卸载函数

void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev)

参数pdev：要注销的 platform设备。

2.3.3 获取资源函数

struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *,unsigned int, unsigned int);
第一个参数：平台设备变量；
第二个参数：资源类型；
第三个参数：索引号，资源处在同类资源的哪个位置上，大家注意理解同类资源是指flags 一模一样。

2.3.4 申请IO内存

#define request_mem_region(start,n,name) \

__request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name), 0)

第一个参数：起始地址；

第二个参数：长度；

第三个参数：名字。

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