一、Linux驱动的分离
1. 为什么需要驱动分离？
在嵌入式开发中，无论处理器如何更换，外设模块的操作都是一致的，比如有三个不同的平台都要驱动MPU6050传感器，最简单的方法是针对每个平台都写一份驱动：
显然这种处理方式太low了，MPU6050都是使用I2C接口操作的，对于不同的平台，只是I2C操作方式不一样，所以这里可以将I2C接口抽象出来，给不同的平台用自己的库函数适配：
这样多种平台就可以共用同一份MPU6050驱动：
2. Linux内核中的驱动分离
在Linux内核中，一般SOC的主机控制器驱动已经由半导体厂家写好了，比如这里imx6ull的i2c控制器驱动已经由NXP写好了。
而对于具体的设备，比如MPU6050等设备，其驱动程序也由设备厂商写好了。
我们要做的是提供设备信息即可，比如：设备连接到了哪个I2C接口上？支持的速率是多少？设备在总线上的从机地址是多少？等等。
这样设计之下，SOC的外设驱动只负责外设驱动，某个设备的驱动只负责设备驱动，使用时只需要让内核将二者联系起来即可。
当我们向系统注册一个驱动的时候，内核就会在右侧的设备中查找有没有匹配的设备，同样，当我们向系统中注册一个设备的时候，内核就会在左侧的驱动中查找有没有匹配的驱动。
这个就是Linux内核中的总线（bus）、驱动（driver）、设备（device）模型，也称之为Linux内核中的驱动分离。
3. Linux内核中的驱动分层
分层的目的是为了在不同的层处理不同的内容。
以input子系统为例，input子系统负责管理所有跟输入有关的驱动，包括键盘、鼠标、触摸板等。
- 设备原始驱动层：负责获取输入设备的原始值。
- input核心层：处理各种IO模型，并且提供file_operations操作集合。
这样分层设计之后，在编写输入设别的驱动时，只需要考虑到如何上报输入事件即可，至于如何处理这些上报的输入事件，是上层需要做的事情，无需关注。
二、platform平台驱动模型
1. 为什么需要platform？
Linux内核中的驱动程序分离为：总线（bus）、驱动（driver）、设备（device）模型，但是有些SOC中有些外设是没有总线这个概念的。
为了解决此问题，Linux内核中提出了platform平台模型作为虚拟总线，相应的有platform_driver和platform_device。
2. platform总线
2.1. platform总线的类型——bus_type结构体
Linux内核中使用bus_type结构体表示总线，定义在文件include/linux/device.h，如下：
struct bus_type {
const char *name;
const char *dev_name;
struct device *dev_root;
struct device_attribute *dev_attrs; /* use dev_groups instead */
const struct attribute_group **bus_groups;
const struct attribute_group **dev_groups;
const struct attribute_group **drv_groups;
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;
};
总线最重要的工作就是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，该任务主要依赖match函数指针，所以每一条总线都必须实现此函数。
int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
可以看到，match函数有两个参数：dev和drv。
- dev：device类型，表示设备
- drv：device_driver类型，表示驱动
2.2. platform总线
platform总线是bus_type的一个具体实例，定义在文件drivers/base/platform.c中，如下：
struct bus_type platform_bus_type = {
.name = "platform",
.dev_groups = platform_dev_groups,
.match = platform_match,
.uevent = platform_uevent,
.pm = &platform_dev_pm_ops,
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(platform_bus_type);
platform_bus_type就是platform平台总线，其中 platform_match 就是匹配函数。
2.3. 驱动和设备如何匹配
platform_match 函数定义在drivers/base/platform.c中，
/**
* platform_match - bind platform device to platform driver.
* @dev: device.
* @drv: driver.
*
* Platform device IDs are assumed to be encoded like this:
* "<name><instance>", where <name> is a short description of the type of
* device, like "pci" or "floppy", and <instance> is the enumerated
* instance of the device, like '0' or '42'. Driver IDs are simply
* "<name>". So, extract the <name> from the platform_device structure,
* and compare it against the name of the driver. Return whether they match
* or not.
*/
static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
/* When driver_override is set, only bind to the matching driver */
if (pdev->driver_override)
return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name);
/* Attempt an OF style match first */
if (of_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try ACPI style match */
if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try to match against the id table */
if (pdrv->id_table)
return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
/* fall-back to driver name match */
return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
}
从代码中可以看到，设备和驱动的匹配有四种方法。
（1）OF类型的匹配（设备树采用的匹配方式）：根据设备节点的 compatible 属性和驱动的of_match_table表进行匹配；
（2）ACPI匹配方式
（3）id_table匹配
（4）直接比较驱动和设备的name字段是否相等
3. platform驱动（重点）
3.1. platform_driver结构体
platform_driver结构体表示platform驱动，定义在文件include/linux/platform_device.h中，如下：
struct platform_driver {
int (*probe)(struct platform_device *);
int (*remove)(struct platform_device *);
void (*shutdown)(struct platform_device *);
int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
int (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;
const struct platform_device_id *id_table;
bool prevent_deferred_probe;
};
（1）probe函数
当驱动与设备匹配成功以后probe函数就会执行，由驱动的提供者编写。
（2）remove函数
驱动卸载的时候会执行
（3）driver成员
device_driver相当于基类，提供了最基础的驱动框架，platform_driver继承了这个基类。
（4）id_table表
（5）of_match_table表：设备树匹配表
3.2. platform驱动可用API
（1）向内核注册一个platform驱动
/**
* __platform_driver_register - register a driver for platform-level devices
* @drv: platform driver structure
* @owner: owning module/driver
*/
int __platform_driver_register(struct platform_driver *drv,
struct module *owner);
/*
* use a macro to avoid include chaining to get THIS_MODULE
*/
#define platform_driver_register(drv) \
__platform_driver_register(drv, THIS_MODULE)
（2）从内核卸载一个platform驱动
extern void platform_driver_unregister(struct platform_driver *);
4. platform设备
如果内核支持设备树，platform设备用设备树描述。Linux内核启动的时候会从设备树中读取信息，然后将其组织成platform_device结构体形式。
如果内核不支持设备树，可以直接用platform_device结构体描述。