十二、（正点原子）platform设备驱动

一、Linux驱动的分离与分层

        1、驱动的分离

        假如现在有三个平台 A、 B 和 C，这三个平台(这里的平台说的是 SOC)上都有 MPU6050 这
个 I2C接口的六轴传感器，按照我们写裸机 I2C 驱动的时候的思路，每个平台都有一个 MPU6050的驱动，因此编写出来的最简单的驱动框架如图：

        每种平台下都有一个主机驱动和设备驱动，主机驱动肯定是必须要的，毕竟不同的平台其 I2C 控制器不同。但是右侧的设备驱动就没必要每个平台都写一个，因为不管对于那个 SOC 来说， MPU6050 都是一样，通过 I2C 接口读写数据就行了，只需要一个 MPU6050 的驱动程序即可。

        如果再来几个 I2C 设备，比如 AT24C02、 FT5206(电容触摸屏)等，如果按照上图中的写法，那么设备端的驱动将会重复的编写好几次。显然在 Linux 驱动程序中这种写法是不推荐的，最好的做法就是每个平台的 I2C 控制器都提供一个统一的接口(也叫做主机驱动)，每个设备的话也只提供一个驱动程序(设备驱动)，每个设备通过统一的 I2C接口驱动来访问，这样就可以大大简化驱动文件，比如上图中三种平台下的 MPU6050 驱动框架就可以简化为下图所示：

        实际的 I2C 驱动设备肯定有很多种，不止 MPU6050 这一个，那么实际的驱动架构如图：

        这个就是驱动的分隔，也就是将主机驱动和设备驱动分隔开来，比如 I2C、 SPI 等等都会采用驱动分隔的方式来简化驱动的开发。在实际的驱动开发中，一般 I2C 主机控制器驱动已经由半导体厂家编写好了，而设备驱动一般也由设备器件的厂家编写好了，我们只需要提供设备信息即可，比如 I2C 设备的话提供设备连接到了哪个 I2C 接口上， I2C 的速度是多少等等。
         相当于将设备信息从设备驱动中剥离开来，驱动使用标准方法去获取到设备信息(比如从设备树中获取到设备信息)，然后根据获取到的设备信息来初始化设备。

        驱动只负责驱动，设备只负责设备，想办法将两者进行匹配即可。

        这个就是 Linux 中的总线(bus)、驱动(driver)和设备(device)模型，也就是常说的驱动分离。总线就是驱动和设备信息的月老，负责给两者牵线搭桥，如图所示：

        当我们向系统注册一个驱动的时候，总线就会在右侧的设备中查找，看看有没有与之匹配的设备，如果有的话就将两者联系起来。同样的，当向系统中注册一个设备的时候，总线就会在左侧的驱动中查找看有没有与之匹配的设备，有的话也联系起来。 Linux 内核中大量的驱动程序都采用总线、驱动和设备模式。

        2、驱动的分层

        Linux 下的驱动往往也是分层的，分层的目的也是为了在不同的层处理不同的内容。以input(输入子系统)为例，简单介绍一下驱动的分层。 input 子系统负责管理所有跟输入有关的驱动，包括键盘、鼠标、触摸等，最底层的就是设备原始驱动，负责获取输入设备的原始值，获取到的输入事件上报给 input 核心层。 input 核心层会处理各种 IO 模型，并且提供 file_operations 操作集合。我们在编写输入设备驱动的时候只需要处理好输入事件的上报即可，至于如何处理这些上报的输入事件那是上层去考虑的，我们不用管。可以看出借助分层模型可以极大的简化我们的驱动编写，对于驱动编写来说非常的友好。

 二、platform平台驱动模型

        总线(bus)、驱动(driver)和设备(device)，比如 I2C、 SPI、USB 等总线。但是在 SOC 中有些外设是没有总线这个概念的，比如说rtc、gpio等但是又要使用总线、驱动和设备模型该怎么办呢？为了解决此问题， Linux 提出了 platform 这个虚拟总线，相应的就有 platform_driver（驱动） 和 platform_device（设备）。

         1、platform总线

        Linux系统内核使用bus_type 结构体表示总线，此结构体bus_type 内容如下：

/* 定义在文件 include/linux/device.h */

struct bus_type {
	const char		*name;                        /* 总线名字 */
	const char		*dev_name;
	struct device		*dev_root;
	struct device_attribute	*dev_attrs;	/* use dev_groups instead */
	const struct attribute_group **bus_groups;    /* 总线属性 */
	const struct attribute_group **dev_groups;    /* 设备属性 */
	const struct attribute_group **drv_groups;    /* 驱动属性 */

	int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
	int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);
	int (*probe)(struct device *dev);
	int (*remove)(struct device *dev);
	void (*shutdown)(struct device *dev);
	int (*online)(struct device *dev);
	int (*offline)(struct device *dev);
	int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);
	int (*resume)(struct device *dev);
	const struct dev_pm_ops *pm;
	const struct iommu_ops *iommu_ops;
	struct subsys_private *p;
	struct lock_class_key lock_key;
};

        match 函数很重要，单词 match 的意思就是“匹配、相配”，因此此函数就是完成设备和驱动之间匹配的，总线就是使用 match 函数来根据注册的设备来查找对应的驱动，或者根据注册的驱动来查找相应的设备，因此每一条总线都必须实现此函数match 函数有两个参数： dev 和 drv，这两个参数分别为 device 和