1.平臺設備驅動

對于通用的設備驅動程序，將業(yè)務邏輯和具體的硬件資源分開是一個很方便且整潔的設計思想。在Linux系統(tǒng)內核源碼的設計中，提供了一套被稱為平臺設備的設備類型，該類型并不對應于某一類物理設備，而是對系統(tǒng)設備的一類抽象。平臺設備驅動分為platform_driver和platform_device兩大類實現(xiàn)并統(tǒng)一掛載于platform設備總線上，以實現(xiàn)對業(yè)務邏輯和硬件資源的分離。其思路為，platform_driver提供了對于邏輯操作的實現(xiàn)，platform_device由著具體的硬件實現(xiàn)在使用時加載注冊到系統(tǒng)之中。platform_device中提供對所需硬件資源的描述，該platform_device將被platform設備總線在其加載時匹配到對應的platform_driver并觸發(fā)platform_driver的probe方法，并提供一類方法能使得platform_driver能夠獲得當前所觸發(fā)的platform_device中的相關資源描述信息。最終實現(xiàn)硬件初始化與具體操作。

在Linux系統(tǒng)內核源碼中，platform_device和platform_driver的定義均以結構體的形式所確定。如下

platform_device結構體

platform_driver結構體

其中，device_driver結構體定義如下

2.平臺設備總線如何匹配platform_device和platform_driver

平臺設備總線使用著兩個鏈表，分別為用于存儲設備的dev和用于存儲驅動的drv，在注冊platform_device或platform_driver時，會被分別放入對應的鏈表。在platform_device或者platform_driver進行注冊時，會對對方鏈表中的成員進行一一比較。如果匹配成功，則會調用平臺設備驅動中的probe方法。而匹配規(guī)則如下：

• 先使用platform_device中的driver_override成員去匹配platform_driver中的driver成員中的name成員。

• 再使用platform_device中的name成員去匹配platform_driver中的id_table成員。

• 最后匹配platform_device中的name成員去匹配platform_driver中的driver成員中的name成員。

3.注冊平臺設備和平臺設備驅動

分別實現(xiàn)platform_device和platform_driver結構體，按照匹配規(guī)則對相應的結構體成員進行賦值。最后通過platform_device_register和platform_driver_register方法向系統(tǒng)注冊平臺設備和平臺設備驅動。需要注意的是，由于平臺設備所提供的分離特性便于復用驅動代碼，所以最好是將platform_device和platform_driver的實現(xiàn)編譯為不同的內核模塊。

platform_device示例代碼如下

該代碼僅僅包含了注冊平臺設備的過程，沒有實現(xiàn)任何資源的定義。

對應的平臺設備驅動如下

分別編譯兩份內核模塊。

編譯完成后，分別加載模塊并查看內核日志。為了驗證平臺設備的匹配過程，我們分別以先驅動后設備以及先設備后驅動的加載方式加載兩模塊。

可以看到，平臺設備驅動程序先注冊成功，然后在加載注冊平臺設備時，先觸發(fā)了設備探針，執(zhí)行了probe方法，然后提示平臺設備注冊完成。

可以看到，先是在加載平臺設備后內核日志輸出平臺設備注冊成功，在加載平臺驅動時，觸發(fā)了設備探針。這便是平臺設備與驅動之間互相匹配的過程。而在日志中我們可以看出，在卸載平臺設備驅動或卸載設備時，remove方法會被調用。事實上，當platform_driver存在于內核并卸載與其匹配的platform_device時，會觸發(fā)對應驅動程序的remove方法，而在platform_device未被卸載而卸載platform_driver時，將會卸載每一個platform_device。

4.平臺設備資源的傳遞

對于platform_device，通常是需要指定一些資源描述信息，用以提供給platform_driver進行有針對性的初始化操作。因此如何將資源的描述與定義內置到相應的驅動中，并傳遞到對應的平臺設備驅動，則是一個需要處理的問題。

在Linux平臺設備驅動框架下，platform_device可以通過其resource成員來定義所使用的硬件資源。 其resource成員是struct resource類型的數(shù)組，struct resource定義如下

通常，我們關注它的start，end和flags成員，分別表示資源起始值，結束值和資源類型。start和end的具體含義隨flags的不同具有不同的確切定義。如下

• flags為IORESOURCE_MEM時，start和end表示設備所占據(jù)的內存的起始地址與結束地址。

• flags為IORESOURCE_IRQ時，start和end表示設備所使用的中斷號的開始值和結束值（左閉右閉）

而在platform_driver中，可以使用platform_get_resource方法進行資源的獲取。其函數(shù)原型如下

• dev：指向platform_device結構的指針，表示平臺設備。

• type：資源的類型，如IORESOURCE_MEM

• index：資源的索引

我們在上一個代碼中進行修改，添加資源。代碼如下

platform_device代碼

platform_driver代碼

編譯后，運行結果如下

可以看到，平臺設備驅動在匹配時，通過probe方法傳參得到的platform_device句柄獲取了其資源。

5.平臺設備其他信息的傳遞

在驅動程序對設備進行操作時，其所需的資源并非只是對于硬件資源的一些定義，另有譬如一些額外的配置信息需要傳遞，這一類的數(shù)據(jù)可以借用resource進行表示但其語義性差。Linux平臺設備結構中提供了platform_data的支持。其可由驅動進行自定義。在使用時可以只存放一個結構體指針。解析時根據(jù)指針進行解析。該成員位于platform_device的device成員中的driver_data成員。該成員是void類型的指針。

我們可以在上一個例子的基礎上通過driver_data傳遞一些額外的數(shù)據(jù)，示例代碼如下

以上代碼定義了一個自定義的結構體，封裝為一個頭文件leotest.h被platform_device和platform_driver所包含。

在platform_device中，添加對應數(shù)據(jù)的定義。

而在platform_driver中，通過成員的引用獲取其地址。

運行結果如下

6.通過平臺設備總線創(chuàng)建字符設備

我們可以通過平臺設備實現(xiàn)對于字符設備的動態(tài)注冊。在此我們實現(xiàn)一組平臺設備及其驅動。在驅動中管理和維護設備號，在設備中實現(xiàn)對資源的定義。

在此實現(xiàn)一種暫時不需要定義資源的字符設備的實現(xiàn)，代碼如下

platform_driver實現(xiàn)

platform_device實現(xiàn)

將platform_device復制一份，并修改其name成員，作為第二個platform_device。

將platform_driver和兩個platform_device交叉編譯后放入SD卡，插入F1c200s核心板中，加載platform_driver。如下圖

可以看到，內核模塊得到了正確的加載，但是相應的class并沒有創(chuàng)建，然后加載第一個platform_device

發(fā)現(xiàn)class得到了創(chuàng)建，同時在/dev目錄下也出現(xiàn)了leotest63的設備，加載第二個platform_device后，系統(tǒng)中創(chuàng)建了第二個leotest設備

當我們卸載platform_driver時，所有的設備和設備類都會被銷毀

由此可以實現(xiàn)通過平臺設備總線實現(xiàn)對設備的管理。