Day04_总线驱动

1.Platform虚拟总线驱动

核心价值

作用	实现机制	优势
统一管理片上资源	虚拟总线抽象，无需物理连接	简化SoC设备管理
设备与驱动解耦	platform_device描述资源，platform_driver实现逻辑	提高代码复用性和可移植性
自动匹配	总线通过名称或ID表匹配设备与驱动	减少手动绑定代码
安全资源访问	内核统一分配资源（内存、中断）	避免硬件冲突

扩展思考：在分布式系统（如OpenHarmony）中，虚拟总线概念进一步演化为“软总线”，实现跨设备的服务发现与通信

相关结构体

struct platform_driver{} -结构体

#include <linux/platform_device.h>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;
};

platform_driver是 Linux 内核中用于管理片上资源（如 SoC 外设控制器）的核心结构体，属于 Platform 总线驱动模型的一部分。Platform 总线是一种虚拟总线，用于连接 CPU 直接寻址的设备（如 GPIO、定时器等），实现驱动与设备的分离与动态匹配

关键成员功能说明：

成员	功能说明	是否必需
probe	驱动与设备匹配成功后调用，负责初始化硬件、注册字符设备/中断/DMA 等资源。	必需
remove	驱动卸载或设备移除时调用，用于释放资源（如内存、中断）。	必需
driver	内嵌的 device_driver 结构体，包含驱动名称（.name）、模块所有者（.owner）等基础信息。	必需
id_table	支持多设备匹配的标识表，用于非设备树场景。当设备名与表中某项匹配时，触发 probe。	可选
of_match_table	设备树匹配表（位于 driver.of_match_table），通过设备节点的 compatible 属性匹配驱动（如 { .compatible = "xxx-gpio" }）。	设备树场景必需
shutdown/suspend/resume	设备关机、休眠和唤醒的回调函数，用于电源管理。	可选

注：

• driver.owner 通常设为 THIS_MODULE，但现代内核（5.x+）已自动填充，无需显式赋值。
• driver.name 是传统匹配方式的关键，需与 platform_device.name 一致。

platform_driver 的注册与注销

驱动需通过以下接口注册到 Platform 总线：

// 注册驱动
int platform_driver_register(struct platform_driver *drv);// 注销驱动
void platform_driver_unregister(struct platform_driver *drv);

典型驱动框架示例：

#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/module.h>static int my_probe(struct platform_device *pdev) {printk("Device matched! Resource: MEM 0x%x, IRQ %d\n",pdev->resource[0].start, pdev->resource[1].start);// 初始化硬件、注册字符设备等return 0;
}static int my_remove(struct platform_device *pdev) {// 释放资源return 0;
}static const struct of_device_id my_of_match[] = {{ .compatible = "my-device" },  // 设备树匹配标识{ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_of_match);static struct platform_driver my_driver = {.driver = {.name = "my_driver",.of_match_table = my_of_match,},.probe = my_probe,.remove = my_remove,
};module_platform_driver(my_driver);  // 自动生成 init/exit 函数
MODULE_LICENSE("GPL");

设备匹配机制

Platform 总线通过以下方式匹配设备与驱动：

1. 设备树（DT）优先 设备节点的 compatible 属性与 driver.of_match_table 匹配（如 "my-device"）。
2. 传统名称匹配 若未使用设备树，则比较 platform_device.name 与 driver.name（如 "my_driver"）。
3. ID 表扩展匹配 通过 id_table 支持多设备名匹配（如 {"deviceA"}, {"deviceB"}）。

资源获取与操作

• 硬件资源访问： 在 probe 函数中，通过 platform_device 获取内存、中断等资源：

struct resource *mem = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
int irq = platform_get_irq(pdev, 0);

• 设备树参数解析： 使用of_property_read_u32() 等接口读取设备树中的自定义属性（如寄存器地址）。

应用场景与优势

1. 统一管理片上外设 用于 GPIO、ADC、PWM 等非标准总线设备，避免为每个外设实现独立总线驱动。
2. 驱动与硬件解耦 设备资源（地址、中断）通过设备树或 platform_device 描述，驱动无需硬编码，提升可移植性。
3. 支持热插拔与电源管理 通过 suspend/resume 实现低功耗模式，shutdown 确保安全断电。

总结

platform_driver 是 Linux 驱动开发的核心抽象层，通过分离设备描述与驱动逻辑，显著提升代码复用性和可维护性。开发者需重点关注：

1. 匹配机制：设备树兼容性 > 名称匹配 > ID 表。
2. 生命周期管理：资源初始化在 probe 中完成，清理在 remove 中实现。
3. 资源获取：利用 platform_get_resource() 等接口安全访问硬件资源。

结构体关系

struct platform_driver{}  //device的platform包装struct platform_device_id{}  //非设备树设备，id信息匹配结构体struct device_drive{}  //设备驱动核心结构体struct of_device_id{}  //设备树设备，compatible匹配结构体struct bus_type{}  //设备驱动归属总线类型结构体struct platform_device{}  //device_drive的platform包装struct device{}  //设备核心结构体struct device_node{}  //设备树节点信息结构体struct device_type{}  //...struct bus_type{}struct device_drive{}struct of_device_id{}struct bus_type{}