Linux驱动（三）platform总线驱动

struct bus_type platform_bus_type = {
	.name		= "platform",
	.dev_groups	= platform_dev_groups,
	.match		= platform_match,
	.uevent		= platform_uevent,
	.pm		= &platform_dev_pm_ops,
};

struct bus_type {
	const char		*name;  // 名称，表示设备总线的名称
	const char		*dev_name;  // 用于子系统枚举设备
	struct device		*dev_root;  // 用作父设备的默认设备
    // 设备总线上设备的默认属性，使用dev_groups代替
	struct device_attribute	*dev_attrs;	/* use dev_groups instead */  
	const struct attribute_group **bus_groups;  // 总线的默认属性
	const struct attribute_group **dev_groups;  // 设备总线上设备的默认属性
	const struct attribute_group **drv_groups;  // 设备驱动程序在总线上的默认属性

    /* 每当为总线添加新设备或驱动程序时调用，应该返回正值，如果给定设备可以由给定驱动程序处理，否则返回零。
    如果确定驱动程序支持设备不可能，也可以返回错误代码。如果返回 -EPROBE_DEFER，则会将设备排队进行延迟探测*/
	int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv); 
    // 当添加设备、移除设备或生成其他一些生成uevents的操作时调用，用于添加环境变量
	int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);  
    // 当向总线添加新设备或驱动程序时调用，回调特定驱动程序的探测函数以初始化匹配的设备
	int (*probe)(struct device *dev);  
	int (*remove)(struct device *dev);  // 从总线中移除设备时调用
	void (*shutdown)(struct device *dev);  // 在关机时调用以使设备安静
    // 调用以将设备重新上线（在将其脱机后）
	int (*online)(struct device *dev);  
    // 用于将设备脱机以进行热插拔。可能会失败
	int (*offline)(struct device *dev);  
    // 当总线上的设备希望进入睡眠模式时调用
	int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);  
	int (*resume)(struct device *dev);  // 用于唤醒总线上的设备
    // 此总线的电源管理操作，回调特定设备驱动程序的电源管理操作
	const struct dev_pm_ops *pm; 
    // 用于将IOMMU驱动程序实现附加到总线并允许驱动程序执行特定于总线的设置的IOMMU特定操作
	const struct iommu_ops *iommu_ops;  

	struct subsys_private *p;  // 驱动程序核心的私有数据，只有驱动程序核心可以访问此数据
	struct lock_class_key lock_key;  // 用于锁验证器的锁类密钥
};

struct platform_driver {
	int (*probe)(struct platform_device *);  // 用于初始化特定平台设备的回调函数
	int (*remove)(struct platform_device *);  // 用于卸载特定平台设备的回调函数
	void (*shutdown)(struct platform_device *);  // 用于在系统关机时关闭特定平台设备的回调函数
	int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);  // 用于将特定平台设备置于挂起状态的回调函数
	int (*resume)(struct platform_device *);  // 用于唤醒特定平台设备的回调函数
	struct device_driver driver;  // 用于描述平台驱动程序的设备驱动程序结构
	const struct platform_device_id *id_table;  // 用于匹配平台设备ID的指针
	bool prevent_deferred_probe;  // 用于防止延迟探测的布尔值
};

其中成员变量struct device_driver driver，其结构定义于include/linux/device.h中，在 Linux 内核中，每个设备驱动程序都需要包含这个结构体作为其一部分。它包含了驱动程序的名称、所属总线类型、拥有者模块、匹配表、探测、移除、关闭、挂起、恢复等操作的函数指针，以及其他与设备驱动程序相关的信息和操作。这个结构体的作用是使设备驱动程序成为内核驱动模型的一部分，并允许内核对其进行管理和调度。

一个最简单的驱动结构体需要指定probe和struct device_driver driver的name。

struct device_driver {
	const char *name;  // 设备驱动程序的名称
	struct bus_type *bus;  // 设备所属的总线类型

	struct module *owner;  // 拥有该驱动程序的模块
	const char *mod_name;  // 用于内置模块的名称

	bool suppress_bind_attrs;  // 禁用通过sysfs进行绑定/解绑
	enum probe_type probe_type;  // 用于指定探测类型（同步或异步）

	const struct of_device_id *of_match_table;  // 用于匹配设备的Open Firmware表
	const struct acpi_device_id *acpi_match_table;  // 用于匹配设备的ACPI表

	int (*probe)(struct device *dev);  // 用于查询特定设备的存在性，检查该驱动程序是否能够与其一起工作，并将驱动程序绑定到特定设备
	int (*remove)(struct device *dev);  // 用于在系统中移除设备时解绑设备与该驱动程序的关联
	void (*shutdown)(struct device *dev);  // 用于在系统关闭时使设备安静
	int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);  // 用于将设备置于睡眠模式，通常是进入低功耗状态
	int (*resume)(struct device *dev);  // 用于唤醒设备

	const struct attribute_group **groups;  // 驱动程序核心自动创建的默认属性

	const struct dev_pm_ops *pm;  // 与匹配此驱动程序的设备相关的设备的电源管理操作

	struct driver_private *p;  // 驱动程序核心的私有数据，只有驱动程序核心可以访问此数据
};

2.13 设备数据结构

platform_device 结构体定义在文件include/linux/platform_device.h中：

struct platform_device {
	const char *name;  // 平台设备的名称
	int id;  // 平台设备的 ID
	bool id_auto;  // 指示 ID 是否自动分配
	struct device dev;  // 与平台设备相关联的设备结构

	u32 num_resources;  // 平台设备资源的数量
	struct resource *resource;  // 指向平台设备资源数组的指针

	const struct platform_device_id *id_entry;  // 指向平台设备 ID 表的指针
	char *driver_override;  // 用于强制匹配特定驱动程序的名称

	/* MFD cell pointer */
	struct mfd_cell *mfd_cell;  // 指向多功能设备单元的指针

	/* arch specific additions */
	struct pdev_archdata archdata;  // 特定于体系结构的附加信息
};

其中struct device dev成员变量包含?了struct device_driver *driver变量，在此不再展开。一个最简单的设备数据结构需要设置好name。

3、程序测试

编写一个最简单的驱动程序和设备程序进行测试，驱动程序代码如下：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>

static int mydriver_probe(struct platform_device *pdev)
{
    printk("mydriver_probe exe\n");
    return 0;
}

static struct platform_driver my_driver =
{
    .probe = mydriver_probe,
    .driver.name = "platformtest",
};
static int mydriver_init(void)
{
    printk("mydriver_init \n");
    return platform_driver_register(&my_driver);
}
static void mydriver_exit(void)
{
    printk("mydriver_exit \n");
    platform_driver_unregister(&my_driver);
    return;
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(mydriver_init);
module_exit(mydriver_exit);

设备程序代码如下：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>

static void my_device_release(struct device *dev)
{
     return;
}

static struct platform_device my_device =
{
    .name = "platformtest",
    .dev.release = my_device_release,
};

static int mydevice_init(void)
{
    printk("mydevice_init \n");
    return platform_device_register(&my_device);
}
static void mydevice_exit(void)
{
    printk("mydevice_exit \n");
    platform_device_unregister(&my_device);
    return;
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(mydevice_init);
module_exit(mydevice_exit);

将编译好的两个驱动程序在开发板上进行加载测试：

4、过程分析

4.1 设备分析

在设备程序中，我们声明了static struct platform_device my_device，并将name成员变量赋值为platformtest，然后调用platform_device_register进行注册。

static struct platform_device my_device =
{
    .name = "platformtest",
    .dev.release = my_device_release,
};

在设备加载过程中，内核会遍历整个驱动链表进行匹配，如果匹配成功则会执行驱动对应的probe函数，当驱动先加载，然后加载设备的话会执行以下完整的流程，如果先加载设备的话流程会执行到bus_for_each_drv()后匹配不到：

4.2 驱动分析

在驱动程序中，我们声明了static struct platform_driver my_driver ，并将name成员变量赋值为platformtest，然后调用platform_driver_register进行注册。

static struct platform_driver my_driver =
{
    .probe = mydriver_probe,
    .driver.name = "platformtest",
};

在驱动加载过程中，内核会遍历整个设备链表进行匹配，如果匹配成功则会执行驱动对应的probe函数，当设备先加载，然后加载设备的话会执行以下完整的流程，如果先加载驱动的话流程会执行到bus_for_each_drv()后匹配不到：

4.3 加载测试

在4.1和4.2的图示中，我们在每一步添加了对应的打印信息会在dmsg中打印出来，上面图示中添加的部分printk忘记添加回车和打印数值等，图片就不修改了，大致是一样的。测试先加载设备后加载驱动，执行insmod mydevice.ko后：

执行insmod mydriver.ko后：

卸载两个驱动：

测试先加载驱动后加载设备，先执行insmod mydriver.ko：

执行insmod mydevice.ko：

5、总结

由上述测试可以发现无论先加载设备还是先加载驱动，只要两者可以通过总线的match函数匹配成功就可以执行驱动程序的probe函数，在probe函数中我们可以执行传统驱动程序的相关操作，本文仅介绍一个最简单的platform驱动程序，旨在缕清框架，后续文章再讲解其他内容。