module_platform_driver的作用

本文介绍了Linux内核中用于简化平台设备驱动初始化和卸载过程的module_platform_driver宏。通过这个宏可以避免编写重复的初始化和退出代码,提高开发效率。


该函数实际是一个宏,它在include/linux/platform_device.h中定义如下:

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  1. /* module_platform_driver() - Helper macro for drivers that don't do 
  2.  * anything special in module init/exit.  This eliminates a lot of 
  3.  * boilerplate.  Each module may only use this macro once, and 
  4.  * calling it replaces module_init() and module_exit() 
  5.  */  
  6. #define module_platform_driver(__platform_driver) \  
  7.     module_driver(__platform_driver, platform_driver_register, \  
  8.             platform_driver_unregister)  

其中的module_driver在/include/linux/device.h中定义,如下:

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  1. /** 
  2.  * module_driver() - Helper macro for drivers that don't do anything 
  3.  * special in module init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. 
  4.  * Each module may only use this macro once, and calling it replaces 
  5.  * module_init() and module_exit(). 
  6.  * 
  7.  * @__driver: driver name 
  8.  * @__register: register function for this driver type 
  9.  * @__unregister: unregister function for this driver type 
  10.  * @...: Additional arguments to be passed to __register and __unregister. 
  11.  * 
  12.  * Use this macro to construct bus specific macros for registering 
  13.  * drivers, and do not use it on its own. 
  14.  */  
  15. #define module_driver(__driver, __register, __unregister, ...) \  
  16. static int __init __driver##_init(void) \  
  17. { \  
  18.     return __register(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \  
  19. } \  
  20. module_init(__driver##_init); \  
  21. static void __exit __driver##_exit(void) \  
  22. { \  
  23.     __unregister(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \  
  24. } \  
  25. module_exit(__driver##_exit);  
module_platform_driver(xxx);
最终展开后就是如下形式:
static int __init xxx_init(void)
{
        return platform_driver_register(&xxx);
}
module_init(xxx_init);
static void __exit xxx_init(void)
{
        return platform_driver_unregister(&xxx);
}
module_exit(xxx_exit);

由上述定义可知,module_platform_driver()宏的作用就是定义指定名称的平台设备驱动注册函数和平台设备驱动注销函数,并且在函数体内分别通过platform_driver_register()函数和platform_driver_unregister()函数注册和注销该平台设备驱动。

该函数实际是一个宏,它在include/linux/platform_device.h中定义如下:

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  1. /* module_platform_driver() - Helper macro for drivers that don't do 
  2.  * anything special in module init/exit.  This eliminates a lot of 
  3.  * boilerplate.  Each module may only use this macro once, and 
  4.  * calling it replaces module_init() and module_exit() 
  5.  */  
  6. #define module_platform_driver(__platform_driver) \  
  7.     module_driver(__platform_driver, platform_driver_register, \  
  8.             platform_driver_unregister)  

其中的module_driver在/include/linux/device.h中定义,如下:

[cpp]  view plain  copy
 
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  1. /** 
  2.  * module_driver() - Helper macro for drivers that don't do anything 
  3.  * special in module init/exit. This eliminates a lot of boilerplate. 
  4.  * Each module may only use this macro once, and calling it replaces 
  5.  * module_init() and module_exit(). 
  6.  * 
  7.  * @__driver: driver name 
  8.  * @__register: register function for this driver type 
  9.  * @__unregister: unregister function for this driver type 
  10.  * @...: Additional arguments to be passed to __register and __unregister. 
  11.  * 
  12.  * Use this macro to construct bus specific macros for registering 
  13.  * drivers, and do not use it on its own. 
  14.  */  
  15. #define module_driver(__driver, __register, __unregister, ...) \  
  16. static int __init __driver##_init(void) \  
  17. { \  
  18.     return __register(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \  
  19. } \  
  20. module_init(__driver##_init); \  
  21. static void __exit __driver##_exit(void) \  
  22. { \  
  23.     __unregister(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \  
  24. } \  
  25. module_exit(__driver##_exit);  
module_platform_driver(xxx);
最终展开后就是如下形式:
static int __init xxx_init(void)
{
        return platform_driver_register(&xxx);
}
module_init(xxx_init);
static void __exit xxx_init(void)
{
        return platform_driver_unregister(&xxx);
}
module_exit(xxx_exit);

由上述定义可知,module_platform_driver()宏的作用就是定义指定名称的平台设备驱动注册函数和平台设备驱动注销函数,并且在函数体内分别通过platform_driver_register()函数和platform_driver_unregister()函数注册和注销该平台设备驱动。
<think>首先,用户的问题是:理解module_platform_driver的内部实现机制,具体是module_platform_driver的内部实现原理。我需要基于提供的引用内容来回答。 回顾引用内容: - 引用[1]: 定义了module_platform_driver宏,它使用module_driver宏,参数是platform_driver_register和platform_driver_unregister。 - 引用[2]: 详细解释了module_platform_driver的展开过程。它展开为module_driver宏,然后module_driver宏定义了一个init函数和一个exit函数,分别调用__register和__unregister函数,并关联到module_init和module_exit。 - 引用[3]: 类似地,描述了module_platform_driver作为helper宏,用于简化驱动注册,替代了module_init和module_exit。 - 引用[4]: 强调了module_platform_driver最终调用module_init,但还包括了platform_driver_register和platform_driver_unregister的调用。 用户的问题焦点是内部实现原理,所以我需要解释宏是如何展开的,以及它如何与Linux内核的模块机制交互。 系统级指令: 1. 所有行内数学表达式使用$...$格式,例如变量、方程等。但在这个上下文中,可能没有数学表达式,所以如果不需要,就不用添加。 2. 独立公式使用$$...$$并单独成段。同样,可能不需要。 3. LaTeX语法正确。 4. 使用中文回答。 5. 生成相关问题。 6. 回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,例如[^1]。 用户可见层:回答结构清晰,逐步解决问题,保证真实可靠。 回答结构: 1. **介绍**:简要解释module_platform_driver作用,基于引用。 2. **内部实现机制**:逐步解释宏的展开过程,使用代码块展示宏定义和展开后的代码。 3. **原理分析**:解释为什么这样设计,如何简化驱动开发。 4. **相关问题生成**:在末尾添加相关问题。 使用中文。 现在,构建回答: - **开头**:直接回答用户问题,解释module_platform_driver的内部实现原理。 - **中间**:引用宏定义,展示展开步骤。例如,从引用[2],module_platform_driver展开为module_driver,然后module_driver定义init和exit函数。 - **结尾**:总结原理,并生成相关问题。 添加引用标识:在引用内容末尾添加[^1], [^2]等。 生成相关问题:基于主题,如其他宏、优化方法等。 相关问题示例: 1. module_platform_drivermodule_init的区别是什么? 2. 如何自定义驱动注册函数? 3. 在Linux驱动开发中,还有哪些类似的helper宏? 确保回答真实可靠,基于提供的引用。</think>### module_platform_driver 的内部实现机制 在 Linux 内核驱动开发中,`module_platform_driver` 是一个常用的宏,用于简化平台驱动(platform driver)的注册和卸载过程。它本质上是一个“helper宏”,通过自动生成模块的初始化(init)和退出(exit)函数,减少了开发者的样板代码。下面我将逐步解释其内部实现原理,基于 Linux 内核源代码(参考引用内容)。 #### 1. **宏定义与展开过程** `module_platform_driver` 宏定义在 Linux 内核的 `include/linux/platform_device.h` 文件中。其核心是调用另一个宏 `module_driver`,并传递特定参数:`platform_driver_register`(用于注册驱动)和 `platform_driver_unregister`(用于卸载驱动)。以下是宏定义的代码(简化版): ```c #define module_platform_driver(__platform_driver) \ module_driver(__platform_driver, platform_driver_register, \ platform_driver_unregister) ``` 这里,`__platform_driver` 是开发者定义的平台驱动结构体(如 `struct platform_driver my_driver`)。宏展开后,它会进一步调用 `module_driver` 宏,该宏定义在 `include/linux/device.h` 中[^2][^3]。 `module_driver` 宏是实际生成代码的部分,它会创建两个静态函数: - `__driver##_init()`:模块初始化函数,调用注册函数(如 `platform_driver_register`)。 - `__driver##_exit()`:模块退出函数,调用卸载函数(如 `platform_driver_unregister`)。 展开后的伪代码如下(以 `my_driver` 为例): ```c static int __init my_driver_init(void) { return platform_driver_register(&my_driver); } module_init(my_driver_init); static void __exit my_driver_exit(void) { platform_driver_unregister(&my_driver); } module_exit(my_driver_exit); ``` 在这个展开过程中: - `##` 是 C 语言的 token 粘贴操作符,用于将驱动名称(如 `my_driver`)与 `_init`/`_exit` 拼接成函数名。 - `module_init` 和 `module_exit` 是 Linux 内核的宏,用于将函数注册为模块的入口点和退出点[^2][^4]。 因此,当开发者使用 `module_platform_driver(my_driver)` 时,编译器会自动生成上述代码,无需手动编写 `module_init` 和 `module_exit` 的逻辑。 #### 2. **实现原理的核心机制** `module_platform_driver` 的原理基于 Linux 内核的模块加载机制: - **简化注册流程**:传统方法需要开发者显式定义 `module_init` 和 `module_exit` 函数,并在其中调用注册/卸载函数。而 `module_platform_driver` 通过宏展开自动完成这一过程,减少了重复代码和错误风险。这类似于“代码生成器”,提升了开发效率[^3][^4]。 - **依赖平台驱动框架**:内部调用的 `platform_driver_register` 函数负责将驱动注册到内核的平台总线上(platform bus),该函数会处理驱动的 probe、remove 等回调函数。卸载时,`platform_driver_unregister` 确保资源释放[^1][^4]。 - **设计优势**:此宏仅适用于标准平台驱动(即不涉及特殊初始化逻辑的驱动)。如果驱动需要自定义初始化(如资源分配),开发者仍需手动使用 `module_init`[^4]。 关键点:`module_platform_driver` 本身不执行任何功能,它只是一个编译时的代码展开工具。最终,它依赖于 Linux 内核的模块系统,在模块加载(`insmod`)时调用 `my_driver_init`,在卸载(`rmmod`)时调用 `my_driver_exit`。 #### 3. **为什么使用这个宏?** - **减少样板代码**:开发者无需编写模板化的 init/exit 函数,代码更简洁。 - **避免错误**:自动处理注册和卸载,降低了遗漏或错误调用函数的风险。 - **标准化**:在 Linux 内核中广泛使用,确保驱动注册的一致性。 总之,`module_platform_driver` 的内部实现是通过宏展开生成标准的模块初始化代码,核心是调用 `platform_driver_register` 和 `platform_driver_unregister`,并利用 `module_driver` 机制绑定到内核模块生命周期[^2][^3][^4]。
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