06、注册 platform 设备

一、platform_device_register 注册函数

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函数原型与作用

int platform_device_register(struct platform_device *pdev);

• 作用：将平台设备（由platform_device结构体描述）注册到Linux内核中，使其能参与资源分配和驱动匹配。
• 头文件：#include <linux/platform_device.h>

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参数与返回值

• 参数：pdev 是一个指向platform_device结构体的指针，该结构体包含设备名称、资源（如内存地址、中断号）、设备ID等信息。

• 返回值：

  • 成功：返回 0。
  • 失败：返回负数（如 -EINVAL 表示无效参数）。

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函数实现

该函数定义在/drivers/base/platform.c中，主要执行以下三步操作：

1. 初始化设备结构体

device_initialize(&pdev->dev);

对设备的底层结构体（pdev->dev）进行初始化，设置基本属性（如引用计数、设备类型）。

2. 设置架构相关数据

arch_setup_pdev_archdata(pdev);

根据不同CPU架构（如ARM、x86）的需求，为设备添加特定配置。

3. 将设备添加到内核

return platform_device_add(pdev);

调用platform_device_add函数，完成设备的最终注册。

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关键函数 **platform_device_add** 的步骤

int platform_device_add(struct platform_device *pdev)
{
    // 1. 检查参数是否为空
    if (!pdev) return -EINVAL;

    // 2. 设置设备的父设备（若未指定则默认为平台总线）
    if (!pdev->dev.parent)
        pdev->dev.parent = &platform_bus;

    // 3. 绑定设备到平台总线
    pdev->dev.bus = &platform_bus_type;

    // 4. 根据设备ID设置设备名称
    switch (pdev->id) {
        case PLATFORM_DEVID_AUTO:
            // 自动分配ID并命名（如"devname.id.auto"）
            // ...
            break;
        default:
            // 使用默认命名（如"devname.id"）
            // ...
            break;
    }

    // 5. 处理设备资源
    for (每个资源) {
        // 设置资源名称、父资源，并尝试插入系统资源树
        // 若失败则返回错误
    }

    // 6. 最终将设备添加到内核
    return device_add(&pdev->dev);
}

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核心步骤解释

1. 参数检查：若pdev为空，直接返回错误。

2. 父设备设置：若未指定父设备，将其设为系统默认的平台总线。

3. 总线绑定：将设备关联到platform_bus_type总线类型。

4. 设备命名：

   • 自动ID：动态分配唯一ID，并在名称后添加.auto（如uart.0.auto）。
   • 手动ID：直接使用用户提供的ID（如uart.0）。

5. 资源管理：

   • 为每个资源设置名称（默认为设备名）。
   • 根据资源类型（内存/IO）分配默认父资源。
   • 将资源插入系统资源树，失败则报错。

6. 最终注册：调用device_add将设备加入内核设备树，完成注册。

二、platform_device_unregister 反注册函数

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platform_device_unregister 函数详解

作用：   这个函数用来从系统中删除已经注册的平台设备，完成设备的清理工作。

用法：

void platform_device_unregister(struct platform_device *pdev);

• 参数：pdev 是指向要删除的设备的指针。
• 返回值：没有返回结果。

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内部操作分两步：

第一步：platform_device_del(pdev)

• 将设备从系统的设备列表中移除。
• 停止设备的资源分配（如内存、中断等），并解除它和驱动程序的关联。

第二步：platform_device_put(pdev)

• 减少设备的「使用计数」（记录有多少地方在用这个设备）。
• 如果计数归零，系统会自动释放设备占用的所有资源（如内存空间）。

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整体流程总结：

• 先「摘掉设备」：从系统设备列表中删除，断开驱动连接。
• 再「清理残留」：如果设备不再被任何地方使用，彻底释放它占用的资源。

适用场景：   当设备不再需要（比如硬件被拔掉或驱动卸载时），调用此函数确保系统资源被正确回收。

三、platform_device 结构体

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platform_device结构体用于描述平台设备的基本信息。它定义在内核的"include/linux/platform_device.h"文件中，主要包含以下内容：

1. 设备名称（name）   设备的名字，就像设备的身份证，用来在系统中唯一识别这个设备。
2. 设备ID（id）   用来区分多个同类型设备的编号。如果只有一台设备，可以设为-1表示不需要编号。
3. 设备对象（dev）   包含设备基础信息的容器。必须正确设置这个字段，并且必须实现它的释放方法，否则编译会报错。
4. 资源数量（num_resources）   设备需要使用的硬件资源数量（比如内存地址、中断号等）。
5. 资源列表（resource）   指向资源具体信息的指针，保存设备需要的所有硬件资源细节。

其他重要成员：

• id_entry：用来匹配设备和驱动程序的标识表。
• driver_override：强制指定要使用的驱动程序名称（特殊情况使用）。
• mfd_cell：用于管理多功能芯片中的子设备。
• archdata：存储与特定硬件架构相关的额外数据。

简单来说，这个结构体就是给设备制作的"信息档案"，包含设备名称、编号、硬件资源等所有关键信息，方便系统管理和驱动匹配。每个字段都对应设备的一个具体属性，开发者需要根据实际硬件情况填写这些信息。

四、resource 结构体

struct resource 用于描述系统设备的资源信息，比如内存区域、I/O 端口、中断等。它定义在内核头文件 linux/ioport.h 中。

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核心参数

结构体的前四个参数最重要，具体含义如下：

1. 起始地址（**start**）   资源的起始位置，比如内存或端口的起始地址。
2. 结束地址（**end**）   资源的结束位置，表示资源占用的最后一个地址。
3. 名称（**name**）   一个字符串，用于标识资源的名称（例如 "PCI Memory" 或 "Serial Port"）。
4. 标志位（**flags**）   一组二进制标志，用来标记资源的类型、属性或状态。例如，是否为只读、是否支持缓存等。

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标志位分类及含义

标志位通过二进制位组合表示不同特性，分为三类：

1. 资源类型标志

• IORESOURCE_IO：表示这是 I/O 端口 资源。
• IORESOURCE_MEM：表示这是 内存 资源。
• IORESOURCE_IRQ：表示这是 中断 资源。
• IORESOURCE_DMA：表示这是 DMA（直接内存访问） 资源。

2. 资源属性标志

• IORESOURCE_READONLY：资源是 只读 的。
• IORESOURCE_CACHEABLE：资源 支持缓存（例如内存可以被缓存）。
• IORESOURCE_MEM_64：表示这是 64位内存 资源。
• IORESOURCE_SYSRAM：表示这是 系统内存（RAM）。

3. 状态与控制标志

• IORESOURCE_DISABLED：资源当前 被禁用。
• IORESOURCE_AUTO：地址由系统 自动分配。
• IORESOURCE_BUSY：资源已被驱动 占用。
• IORESOURCE_UNSET：资源尚未分配具体地址。

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其他说明

• 标志位通常通过位运算组合使用（例如 flag |= IORESOURCE_MEM）。
• 这些标志的具体含义可能因系统或驱动需求略有不同，但上述是常见用法。

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通过这个结构体，内核可以统一管理硬件资源的分配和冲突检测，确保设备正常运行。