platform device 与 platform driver

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

做Linux方面也有三个多月了，对代码中的有些结构一直不是很明白，比如platform_device与platform_driver一直分不清关系。在网上搜了下，做个总结。两者的工作顺序是先定义platform_device -> 注册 platform_device->，再定义 platform_driver-> 注册 platform_driver。

      platform_device设备的注册过程必须在相应设备驱动加载之前被调用，因为驱动注册时需要匹配内核中所以已注册的设备名。platform_device 是在系统启动时在init.c 里的s3c_arch_init() 函数里进行注册的。这个函数申明为arch_initcall(s3c_arch_init);会在系统初始化阶段被调用。arch_initcall 的优先级高于module_init，所以会在Platform 驱动注册之前调用。现在内核中不是采用arch_initcall(s3c_arch_init) 注册platform_device 结构体而是通过.init_machine成员将其保存在arch_initcall(customize_machine)等待调用（在mach-smdk6410.c中定义的MACHINE_START到MACHINE_END）；其实质是一样的均放在.initcall3.init等待调用。之后再定义结构体struct platform_driver，在驱动初始化函数中调用函数platform_driver_register() 注册 platform_driver。详细过程描述如下：

      Linux从2.6版本开始引入了platform这个概念，在开发底层驱动程序时，首先要确认的就是设备的资源信息，在2.6内核中将每个设备的资源用结构platform_device来描述，该结构体定义在kernel\include\linux\platform_device.h中，

struct platform_device

比如：

以上是6410的USB  HOST分配的资源信息。第1组描述了这个usb host设备所占用的总线地址范围，起始地址和大小由硬件决定，IORESOURCE_MEM表示第1组描述的是内存类型的资源信息；第2组描述了这个usb host设备的中断号，也由硬件设定，IORESOURCE_IRQ表示第2组描述的是中断资源信息。设备驱动会根据flags来获取相应的资源信息。

      有了resource信息，就可以定义platform_device了：

有了platform_device就可以调用函数platform_add_devices向系统中添加该设备了。系统中的设备资源都可以采用这种方式列举在一起，然后成一个指针数组，如：

static struct platform_device *smdk6410_devices[] __initdata = {

……

……

}

然后在6410的初始化函数smdk6410_machine_init（）中执行：

platform_add_devices(smdk6410_devices, ARRAY_SIZE(smdk6410_devices));将所有的device添加进系统。platform_add_devices的好处在于它是一次性的执行多个platform_device_register。

     至于驱动程序需要实现结构体struct platform_driver，也定义在kernel\include\linux\platform_device.h中：

则该处的USB HOST实现是：

      在驱动初始化（ohci-hcd.c的1124行）函数中调用函数platform_driver_register()注册该platform_driver，需要注意的是s3c_device_usb结构中name元素和ohci_hcd_s3c2410_driver 结构中driver.name必须是相同的，这样在platform_driver_register()注册时会对所有已注册的platform_device中元素的name和当前注册的platform_driver的driver.name进行比较，只有找到具备相同名称的platform_device存在后，platform_driver才能注册成功。当注册成功时会调用platform_driver结构元素probe函数指针，这里就是ohci_hcd_s3c2410_drv_probe开始探测加载。platform driver中的函数都是以platform device作为参数进入。

      为什么两个name的名字必须匹配才能实现device和driver的绑定？（1）在内核初始化时kernel_init()->do_basic_setup()->driver_init()->platform_bus_init()初始化platform_bus(虚拟总线)；（2）设备注册的时候platform_device_register()->platform_device_add()->(pdev->dev.bus= &platform_bus_type)把设备挂在虚拟的platform bus下；（3）驱动注册的时候platform_driver_register()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->bus_for_each_dev()，对每个挂在虚拟的platform bus的设备作__driver_attach()->driver_probe_device()，判断drv->bus->match()是否存在并且是否执行成功，此时通过指针执行platform_match，比较strncmp(pdev->name,drv->name, BUS_ID_SIZE)，如果相符就调用really_probe（实际就是执行的相应设备的platform_driver->probe(platform_device)，注意platform_drv_probe的_dev参数是由bus_for_each_dev的next_device获得）开始真正的探测加载，如果probe成功则绑定该设备到该驱动。

      probe函数一般完成硬件设备使能，struct resource的获取以及虚拟地址的动态映射和具体类型设备的注册（因为平台设备只是一种虚拟的设备类型);remove函数完成硬件设备的关闭，struct resource以及虚拟地址的动态映射的释放和具体类型设备的注销。只要和内核本身运行依赖性不大的外围设备 ( 换句话说只要不在内核运行所需的一个最小系统之内的设备 ), 相对独立的拥有各自独自的资源 (addresses and IRQs) ，都可以用platform_driver 实现。如：lcd,usb,uart 等，都可以用platfrom_driver 写，而timer,irq等最小系统之内的设备则最好不用platfrom_driver 机制，实际上内核实现也是这样的。