3. Platform设备注册：设备树节点解析、platform_device结构体、设备注册与注销API

Platform设备注册是驱动与设备绑定的起点。在设备树（Device Tree）成为主流平台描述方式后，内核通过解析设备树节点自动生成platform_device实例，驱动开发者只需关注匹配与探测逻辑。本节深入剖析设备树节点到platform_device的映射过程、核心结构体字段含义以及注册/注销API的使用规范。

3.1 设备树节点解析与platform_device生成

内核在启动阶段遍历设备树中所有compatible属性匹配的节点，为每个节点创建一个platform_device。解析流程涉及以下关键步骤：

1. OF（Open Firmware）核心层：读取设备树二进制（DTB），构建device_node树。
2. 平台总线（platform bus）初始化：调用of_platform_populate()遍历根节点下的子节点。
3. 资源提取：从reg、interrupts、dmas等属性中提取struct resource数组。
4. 设备创建：分配platform_device，填充name、id、num_resources、resource指针，并关联dev.of_node。

3.2 platform_device结构体深度解析

platform_device是平台设备在内核中的核心表示，定义在<linux/platform_device.h>。其关键字段如下表所示：

3.3 设备注册与注销API

内核提供两套API用于platform_device的注册与注销：一套用于手动创建设备（非设备树场景），另一套用于设备树自动生成的设备。驱动开发者通常只需关注probe()/remove()回调，但理解底层API有助于调试和特殊场景开发。

3.3.1 核心API函数

3.3.2 典型注册流程（非设备树场景）

当设备不由设备树描述时（例如旧板级文件或ACPI），驱动需要手动创建并注册platform_device：

// 1. 分配 platform_device 结构体
struct platform_device *pdev;
pdev = platform_device_alloc("my_device", -1);
if (!pdev)
    return -ENOMEM;

// 2. 定义资源（内存、IRQ等）
struct resource res[] = {
    [0] = DEFINE_RES_MEM(0x10000000, 0x1000),
    [1] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_LINE_1),
};

// 3. 添加资源到设备
platform_device_add_resources(pdev, res, ARRAY_SIZE(res));

// 4. 注册设备到内核
ret = platform_device_add(pdev);
if (ret) {
    platform_device_put(pdev);
    return ret;
}

// ... 使用设备 ...

// 5. 注销设备
platform_device_unregister(pdev);

3.3.3 设备树场景下的自动注册

对于设备树节点，内核在of_platform_populate()中自动完成注册，驱动无需手动调用注册API。设备树节点中的compatible属性与驱动of_match_table匹配成功后，内核自动调用驱动的probe()回调。

3.4 设备树节点与platform_device的关联

在驱动probe()中，通过struct platform_device *pdev参数可以反向获取对应的设备树节点：

static int my_driver_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct device *dev = &pdev->dev;
    struct device_node *np = dev->of_node;  // 获取设备树节点

    if (!np) {
        dev_err(dev, "No device tree node found\n");
        return -ENODEV;
    }

    // 读取设备树属性示例
    u32 dma_mask;
    if (of_property_read_u32(np, "dma-mask", &dma_mask) == 0) {
        dma_set_mask_and_coherent(dev, DMA_BIT_MASK(dma_mask));
    }

    // 获取DMA资源（第0个DMA通道）
    struct resource *dma_res;
    dma_res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_DMA, 0);
    if (dma_res) {
        dev_info(dev, "DMA channel: %llx\n", dma_res->start);
    }

    return 0;
}

3.5 常见错误与调试技巧

• 设备未注册：检查设备树节点status属性是否为"okay"；确认compatible字符串与驱动of_match_table完全匹配（包括大小写）。
• 资源获取失败：使用platform_get_resource返回NULL时，检查设备树中reg、interrupts属性格式是否正确；多资源场景注意索引号从0开始。
• 设备树节点重复：同一compatible的多个节点会生成多个platform_device，驱动需通过id字段区分实例。
• 调试命令：在用户空间使用ls /sys/devices/platform/查看已注册的平台设备；使用dtc -I fs -O dts /sys/firmware/devicetree/base反编译当前设备树。