Linux Device和Driver注册过程，以及Probe的时机

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#linux #each #table #c

本文深入解析Linux设备驱动模型中的注册过程，包括Device和Driver的注册方式、匹配规则及时序关系，以及如何实现设备与驱动的绑定。

Linux 2.6的设备驱动模型中，所有的device都是通过Bus相连。device_register() / driver_register()执行时通过枚举BUS上的Driver/Device来实现绑定，本文详解这一过程。这是整个LINUX设备驱动的基础，PLATFORM设备，I2C上的设备等诸设备的注册最终也是调用本文讲述的注册函数来实现的。

 

Linux Device的注册最终都是通过device_register()实现，Driver的注册最终都是通过driver_register()实现。下图对照说明了Device和Driver的注册过程。



 

上面的图解一目了然，详细过程不再赘述。注意以下几点说明：

    • BUS的p->drivers_autoprobe;1默认是true。
    • bus_for_each_drv()是对BUS上所有的Driver都进行__device_attach()操作；同样的，bus_for_each_dev()是对BUS上所有的Device都进行__driver_attach()操作。
    • BUS上实现的.match()函数，定义了Device和Driver绑定时的规则。比如Platform实现的就是先比较id_table，然后比较name的规则。如果BUS的match()函数没实现，认为BUS上的所有的Device和Driver都是match的，具体后续过程要看probe()的实现了。
    • Probe的规则是：如果BUS上实现了probe就用BUS的probe；否则才会用driver的probe。

 

Device一般是先于Driver注册，但也不全是这样的顺序。Linux的Device和Driver的注册过程分别枚举挂在该BUS上所有的Driver和Device实现了这种时序无关性。


原文：http://blog.youkuaiyun.com/thl789/article/details/6723350 

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<think>嗯，用户这次提出的问题涉及Linux驱动框架中platform_device和platform_driver的核心工作机制，看来是在深入理解平台设备驱动模型。用户已经看过我前面对module_platform_driver的解析，现在想进一步厘清设备和驱动两个结构体的关系。从用户引用资料来看，他对匹配机制特别关注，尤其是设备树出现后的变化。引用[3]和[4]明确指向platform_match函数，这个确实是关键。用户可能在实际开发中遇到了驱动匹配失败的问题，或者想设计自定义的设备-驱动绑定逻辑。注意到用户提供的引用片段存在几个技术要点需要串联：1.传统方案中platform_device需要显式注册（引用[1]）2.匹配通过platform_bus_type.match函数实现（引用[3]）3.设备树替代了platform_device的注册（引用[4]）这些正好对应着驱动模型演进的三个阶段：裸设备注册、ACPI时代和设备树时代。用户提到的“有些驱动里没有platform_device_register”特别值得展开，这正是设备树带来的变革。需要解释清楚：当采用设备树时，platform_device是由内核根据dtb自动生成的。可以画个对比图更直观：传统方式：驱动代码创建platform_device→注册→匹配→probe设备树方式：DTS→dtc→内核解析生成platform_device→匹配→probe关于匹配优先级（引用[2][3]提到platform_match源码），需要强调四步判断顺序：dt的compatible字符串最优先，然后是ACPIID，再是platformdevicename，最后是drv->id_table。这个顺序解释了为什么设备树现在成为主流方案。用户隐藏的问题可能是：“为什么我的驱动probe函数没执行？”这通常就是匹配环节失败。应该补充说明调试方法，比如检查/sys/bus/platform/devices和drivers目录，以及如何通过dump_device()查看compatible字符串。</think> 在 Linux 驱动框架中，`platform_device` 和 `platform_driver` 是平台总线模型的核心组件，它们通过以下方式协同工作： --- ### 一、核心概念与区别 | **组件** | **作用** | **生命周期** | **数据来源** | |--------------------|----------------------------------------------|-----------------------|--------------------------| | **`platform_device`** | 描述硬件资源<br>(如寄存器地址、中断号、时钟) | 设备注册时创建<br>系统启动或模块加载时生成 | 传统：代码显式定义<br>设备树：内核解析 DTS 自动生成[^4] | | **`platform_driver`** | 实现驱动逻辑<br>(如 `probe()`、`remove()`) | 驱动模块加载时注册<br>通过 `platform_driver_register()` | 由驱动开发者实现<br>需定义操作函数和兼容性标识 | --- ### 二、关联机制：匹配流程 #### 1. **注册与匹配过程** ```mermaid sequenceDiagram 设备注册->>总线: platform_device_register() 或 DTS 解析生成[^1][^4] 驱动注册->>总线: platform_driver_register() 总线-->>匹配函数: 调用 platform_match() alt 匹配成功 总线->>驱动: 执行 probe() 函数 else 匹配失败 总线-->>驱动: 等待下次匹配 end ``` #### 2. **匹配规则**（优先级从高到低）[^3][^4] 1. **设备树兼容性** ```c // 驱动定义兼容标识 static const struct of_device_id my_driver_ids[] = { { .compatible = "vendor,device-123" }, // 与设备树中 compatible 匹配 {} }; ``` 2. **ACPI ID** （嵌入式系统较少用） 3. **平台设备名** ```c // platform_device.name 必须与 platform_driver.driver.name 一致 pdev.name = "my_device"; pdrv.driver.name = "my_device"; ``` 4. **驱动 ID 表** ```c static struct platform_device_id my_id_table[] = { {"device_v1", 0}, // 匹配 platform_device.id_entry {} }; ``` --- ### 三、工作流程对比 #### 1. **传统开发模式**（无设备树） ```c // 1. 显式定义设备资源 struct resource res[] = { [0] = DEFINE_RES_MEM(0x12345678, 0x100), // 寄存器地址 [1] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_NUM), // 中断号 }; // 2. 手动注册设备 struct platform_device pdev = { .name = "my_device", .resource = res, }; platform_device_register(&pdev); // 开发者主动注册[^1] // 3. 驱动通过 name 匹配 struct platform_driver pdrv = { .driver = { .name = "my_device" }, // 名称匹配关键 .probe = my_probe, }; platform_driver_register(&pdrv); ``` #### 2. **设备树模式**（主流） ```c // 设备树片段 (DTS) my_device: my_device@12345678 { compatible = "vendor,device-123"; // ⭐ 匹配标识 ⭐ reg = <0x12345678 0x100>; // 寄存器 interrupts = <0 10 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>; // 中断 }; // 驱动仅注册 platform_driver struct platform_driver pdrv = { .driver = { .of_match_table = my_driver_ids, // 设备树兼容性表[^4] }, .probe = my_probe, }; module_platform_driver(pdrv); // 自动注册驱动 ``` - **优势**：硬件改动无需重编译驱动[^4] - **内核行为**： DTS → 内核解析 → 自动生成 `platform_device` → 匹配驱动 → 调用 `probe()` --- ### 四、关键函数交互 | **函数** | 作用对象 | 调用时机 | |------------------------|--------------------|--------------------------| | `platform_device_register()` | `platform_device` | 手动注册设备资源（传统模式） | | `platform_driver_register()` | `platform_driver` | 驱动模块初始化时 | | `platform_match()` (⭐总线内核函数⭐) | 总线仲裁 | 设备/驱动注册时自动触发[^3] | --- ### 五、典型问题解析 **问题：为什么某些驱动没有 `platform_device_register`？** **答案**：设备树系统中，设备由 DTS 描述，内核启动时**自动生成**对应的 `platform_device`[^4]，驱动只需通过兼容性标识声明匹配关系即可。 **问题：probe 函数如何获取资源？** ```c static int my_probe(struct platform_device *pdev) { // 1. 设备树方式：通过 compatible 匹配后 struct resource *mem = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); void __iomem *base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, mem); // 2. 传统方式：直接访问 pdev->resource // pdev->resource[0].start; // 物理地址 } ``` --- **附录：设备树到驱动的数据流** $$ \text{DTS 文件} \xrightarrow{\text{内核解析}} \text{platform\_device} \underset{\text{platform\_match}}{\overset{\text{匹配}}{\rightleftharpoons}} \text{platform\_driver} \xrightarrow{\text{probe()}} \text{驱动初始化} $$ - 设备树通过 `compatible` 提供**设备唯一标识** - 驱动通过 `of_match_table` **声明能支持的设备**[^4] ---
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