一、Platform总线在内核中的位置

1、Linux驱动模型的层次结构

Platform 总线处于驱动模型的核心位置，它连接了：

• 上层的字符设备框架（cdev）
• 下层的硬件资源（寄存器、中断等）

2、Platform总线的内核实现位置

Platform 总线相关的核心代码在内核源码中的位置：

TaishanPi-3-Linux/kernel-6.1/drivers/base/
├── platform.c          # Platform 总线核心实现
├── dd.c                # 设备-驱动匹配核心逻辑
└── core.c              # 设备模型核心代码

TaishanPi-3-Linux/kernel-6.1/include/linux/platform_device.h/
├── platform_device.h   # platform_device 结构体定义
└── of_platform.h       # 设备树相关的 Platform 接口

内核启动时会自动注册 Platform 总线：struct bus_type platform_bus_type 和 platform_bus_init()

二、Platform总线的核心数据结构

1、三大核心结构体

2、设备结构体

struct platform_device（设备结构体）用来描述一个 Platform 设备的硬件资源：

struct platform_device {
    const char  *name;
    int     id;
    bool        id_auto;
    struct device   dev;
    u64     platform_dma_mask;
    struct device_dma_parameters dma_parms;
    u32     num_resources;
    struct resource *resource;

    const struct platform_device_id *id_entry;
    /*
    * Driver name to force a match.  Do not set directly, because core
    * frees it.  Use driver_set_override() to set or clear it.
    */
    const char *driver_override;

    /* MFD cell pointer */
    struct mfd_cell *mfd_cell;

    /* arch specific additions */
    struct pdev_archdata    archdata;
};

1. const char *name：用于标识设备的名称字符串，通常与对应的platform_driver的name匹配，例如："serial"、"i2c-controller"等。
2. int id：当系统中存在多个相同类型的设备时，用于区分不同实例。
3. bool id_auto：系统自动为设备分配唯一ID。
4. struct device dev：所有设备的基础结构，包含设备模型的核心信息。
5. u64 platform_dma_mask：用于指示设备可以访问的物理地址范围。
6. struct device_dma_parameters dma_parms：包含设备DMA传输的具体参数，如最大段大小、对齐要求等。
7. u32 num_resources：该设备拥有的资源（如内存、中断、IO端口等）的总数。
8. struct resource *resource：指向struct resource数组，描述设备使用的硬件资源。
9. const struct platform_device_id *id_entry：指向匹配的platform_device_id条目。
10. const char *driver_override：用于绕过正常的设备-驱动匹配机制，强制绑定到指定的驱动。
11. struct mfd_cell *mfd_cell：当设备是MFD的子设备时使用，指向描述该子功能的mfd_cell结构。
12. struct pdev_archdata archdata：存储特定CPU架构所需的私有数据。

资源类型（struct resource）：

/*
 * Resources are tree-like, allowing
 * nesting etc..
 *
 * 资源结构体 - 描述硬件资源（内存、IO、IRQ等）
 * 采用树形结构，支持资源的嵌套和层次管理
 */
struct resource {
    resource_size_t start;      /* 资源起始地址/编号 */
    resource_size_t end;        /* 资源结束地址/编号 (包含) */
    const char *name;       /* 资源名称 */
    unsigned long flags;        /* 资源类型和标志 (IORESOURCE_MEM/IRQ/IO/DMA等) */
    unsigned long desc;     /* 资源描述符 (如E820内存类型) */
    struct resource *parent;    /* 父资源 (所属的更大资源范围) */
    struct resource *sibling;   /* 兄弟资源 (同级的下一个资源) */
    struct resource *child;     /* 子资源 (嵌套在此资源内的子范围) */
};

设备树如何转换成 platform_device：

3、驱动结构体

struct platform_driver {
    int (*probe)(struct platform_device *); // 设备探测函数，设备和驱动匹配成功时调用
    int (*remove)(struct platform_device *); // 设备移除函数（旧版本）
    void (*remove_new)(struct platform_device *); // 设备移除函数（新版本）
    void (*shutdown)(struct platform_device *); // 系统关闭/重启时调用
    int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state); // 系统挂起（休眠）时调用
    int (*resume)(struct platform_device *); // 系统恢复（唤醒）时调用
    struct device_driver driver; // 通用设备驱动结构体，包含驱动名称、匹配表等
    const struct platform_device_id *id_table; // 设备 ID 匹配表（用于非设备树匹配）
    bool prevent_deferred_probe; // 阻止延迟探测
    bool driver_managed_dma; // 驱动自行管理 DMA
};

设备树匹配表（of_device_id）：

struct of_device_id {
    char    name[32];           /* 设备节点名称 */
    char    type[32];           /* 设备类型 */
    char    compatible[128];        /* 设备兼容性字符串 */
    const void *data;           /* 驱动私有数据指针 */
};

驱动代码如何定义匹配表：

// 驱动代码中定义匹配表
static const struct of_device_id my_of_match[] = {
    { .compatible = "lckfb,mychardev" },  // 告知总线匹配这个compatible
    { /* 结束符 */ }
};

static struct platform_driver my_driver = {
    .probe = my_probe,
    .remove = my_remove,
    .driver = {
        .name = "mychardev",
        .of_match_table = my_of_match,    // 指定匹配表
    },
};

三、Platform总线的工作流程详解

1、时序图

2、设备注册流程

3、驱动注册流程

4、设备与驱动匹配流程

匹配优先级：

优先级	匹配方式	匹配字段	应用场景
1	设备树匹配	compatible	ARM/ARM64 平台
2	ACPI 匹配	ACPI ID	x86 平台
3	ID 表匹配	id_table. name	兼容旧代码
4	名称匹配	device.name == driver.name	手动注册设备

5、probe函数调用流程

四、总线上的设备和驱动链表

1、链表结构示意图

2、查看系统中的设备和驱动

通过 sysfs 查看系统中注册的所有 Platform 设备和驱动：

# 02. platform总线架构
ls /sys/bus/platform/devices/

# 查看所有 Platform 驱动
ls /sys/bus/platform/drivers/

# 查看某个设备的详细信息
cat /sys/bus/platform/devices/mychardev.0/uevent

# 查看某个驱动绑定的设备
ls /sys/bus/platform/drivers/mychardev/

五、Platform总线架构总结

1、核心组件关系图

概念	说明
platform_bus_type	Platform 总线的核心结构体，内核启动时注册
platform_device	描述硬件资源，由设备树自动创建
platform_driver	描述驱动能力，由我们编写并注册
of_match_table	设备树匹配表，包含 compatible 字符串
platform_match()	总线的匹配函数，有4种匹配方式
probe()	匹配成功后自动调用，用于初始化设备
resource	硬件资源（寄存器地址、中断号等）
设备链表	bus->devices，存储所有已注册的设备
驱动链表	bus->drivers，存储所有已注册的驱动

2、数据流向图