Platform 设备：ACPI _ 设备树里的「板载原住民」

一、Platform 设备的本质：总线之外的「板载硬连接」

Platform 设备（平台设备）是直接焊接在主板上、不依赖 PCIe/USB 等动态总线的片上外设，典型如：

• 片上 UART 控制器（如 STM32 的 USART）
• SoC 集成的 GPIO 控制器
• 板载 RTC、PMU、SPI 控制器
• x86 平台的 LPC 总线上的 Super I/O 芯片

特别地， 集成-DC、集成-GPU 也都是直接挂载在系统总线上的片上外设.

• 在 Linux 驱动中叫 platform 设备；
• 设备寄存器空间、显存、中断等都是由 ACPI 表或设备树完成静态资源描述；

核心特点（对比 PCIe 设备）：

特性	PCIe 设备（动态枚举）	Platform 设备（静态声明）
连接方式	插卡 / 动态枚举	直接焊接 / 硬连线
资源分配	总线驱动动态分配（如 BAR）	ACPI / 设备树静态指定
枚举方式	PnP 扫描（如 PCIe 枚举）	解析 ACPI 表或设备树节点
驱动绑定	依赖 ID 匹配（vendor/device）	依赖设备名称（如 “gpio@1234”）

二、Platform 设备的「出生地」：ACPI 表 vs 设备树

1. x86 平台：ACPI 表（AML 语言）静态描述

// ACPI DSDT片段：描述板载GPIO控制器
Device (GPI0) {
    // 设备类型标识
    Name (_HID, "PNP0C09")  // GPIO控制器硬件ID
    // 静态资源声明
    Name (_CRS, ResourceTemplate() {
        Memory32Fixed (ReadWrite,  // 固定内存映射
            0x01C20000,          // 基地址
            0x00001000           // 大小4KB
        )
        IRQNoFlags (8)          // 中断号8
    })
    // 驱动匹配标识
    Name (_DSM, Package() {
        "linux,compatible",     // Linux兼容标识
        Package() {"acpi-gpio"}  // 驱动匹配字符串
    })
}

关键逻辑：

• 通过_HID/_DSM声明设备类型和驱动匹配规则
• _CRS直接写死内存地址、中断等资源
• 内核通过 ACPI 解析生成 platform_device（无需动态枚举）

2. 嵌入式平台：设备树（DTS）声明

// 树莓派4设备树片段：板载UART
serial@7e201000 {
    compatible = "brcm,bcm2835-uart"; // 驱动匹配字符串
    reg = <0x0 0x7e201000 0x0 0x400>; // 基地址+大小
    interrupts = <0x0 80 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; // 中断号
    clocks = <&clk 13>; // 时钟引用
};

关键逻辑：

• compatible字段替代 ACPI 的_DSM
• reg直接指定寄存器地址范围
• 内核解析 DTS 生成 platform_device（编译时确定）

三、Platform 设备的「生命周期」：从声明到驱动绑定

1. 内核启动阶段：
   • x86：解析 ACPI 表，调用acpi_create_platform_device()生成设备；
   • 嵌入式：解析 DTS，调用of_platform_bus_create()生成设备；
2. 资源映射：

// 驱动获取静态资源（示例）
// 从平台设备空间中获取指定资源例如：IORESOURCE_MEM为内存资源
struct resource res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
// 将设备的内存资源映射到内核的虚拟地址空间，并返回映射后的虚拟地址。
void __iomem *base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, &res);

3. 驱动绑定：

// platform_driver匹配逻辑
static const struct of_device_id gpio_of_match[] = {
    { .compatible = "acpi-gpio" },
    {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, gpio_of_match);

static struct platform_driver gpio_driver = {
    .probe = gpio_probe,
    .driver = {
        .name = "acpi-gpio",
        .of_match_table = gpio_of_match,
    },
};

四、为什么不用 PnP 动态枚举？

• 硬件特性：板载设备无热插拔需求，资源固定；
• 性能优化：避免枚举扫描（如 PCIe 的 256BAR 探测），减少启动时间；
• 设计约束：部分片上外设不支持 BAR 探测（如仅有固定寄存器地址）；

五、典型应用场景

场景	设备示例	声明方式
x86 主板 GPIO	Intel PCH GPIO	ACPI DSDT
手机 PMU	高通 PM8998 电源管理芯片	设备树 DTS
工业控制板 ADC	集成的 16 位模数转换器	设备树 DTS
路由器 NAND 控制器	SoC 内置的 NAND 控制器	设备树 DTS

总结：Platform 设备是「焊在主板上的静态资源集合」

• 与 PCIe 的本质区别：非总线枚举，资源静态声明
• ACPI / 设备树的作用：替代动态枚举，告诉内核「我是谁，资源在哪」
• 驱动开发要点：关注compatible匹配和静态资源解析（而非 BAR 探测）

理解 Platform 设备，本质是理解「嵌入式系统 / 主板级设备的静态配置哲学」—— 这与 PCIe 的「即插即用」动态哲学形成鲜明对比，却共同构成了现代计算机的设备管理体系。