内核驱动中常见的miscdevice、platform_device、platform_driver

最近在看驱动模型，是越看越糊涂，以前接触比较多的都是一些字符驱动，对字符驱动的框架有一定的了解。后来因为想在驱动中实现设备文件的创建，又了解了一下，sysfs文件系统和udev设备文件系统（这两个是两码事），必然就涉及到了驱动模型。可是发现驱动模型和以前接触的字符驱动没什么联系。
比如，以前写字符驱动，主要的内容就是实现file_operations结构体里的函数，然后就是申请设备号，注册字符设备，根本就没有涉及到设备驱动模型。而驱动模型里，device_driver根本没有涉及到设备操作的函数、file_operations等，只有一些电源管理，热插拔相关的函数。platform_device里也主要是resource的管理，所以感觉两者根本就没关系，也很奇怪为什么要弄两套东西来实现，而且两者也对应不起来。
后来看了一些内核中的驱动源码，发现很多都是用miscdevice、platform_device、platform_driver实现的，而且流程很相似：

1、在系统初始化阶段注册platform_device,主要是添加设备对应的resource进链表，以便系统对设备占用的资源统一管理；
2、实现platform_driver并注册，在这部分，需要实现的主要有platform_driver结构体中的probe，还有remove、shutdown等一些关于热插拔、电源管理方面的函数。
3、然后在模块初始化函数（xx_init）里注册platform_driver(platform_driver_register)

其中设备资源的获取（platform_get_resource),如IO内存、IO端口、中断号，申请（request），物理地址到虚拟地址的映射（ioremap），misc_device的注册（misc_register），时钟的获取（clk_get）及使能（clk_enable）都是在probe函数里实现的，probe函数是在platform_driver注册，或者新设备添加时，platform_device和platform_driver匹配（通过名字）成功后执行的，有别于以往接触的字符驱动里的注册流程。
对于misc_device对于设备操作函数的实现和字符设备一样，都是填充file_operations结构体，然后在模块初始化函数里注册（misc_register）。
对于platform驱动模型，似乎就是platform_device负责设备资源，platform_driver负责电源管理以及资源的申请，中断的注册等设备初始化及启动有关的操作，然后就是设备操作方法（file_operations)的注册（misc_register或者cdev_add），cdev或者misc_device就负责file_operations。

但是目前还有不少疑问：
1、设备号的申请在哪里，它是怎么放到驱动模型里的device结构体中的？
2、platform_driver结构体和其中的device_driver结构体中都有probe、remove、shutdown等，为什么要在外层放重复的东西，二者有什么关系和区别嘛？
3、misc_register实现里最终和platform_device_register一样都会调用device_add，这样在设备驱动模型里不是有两个device和device_driver对应，而实际的物理设备只有一个嘛？
4、看起来好像驱动模型是对实际的设备及驱动的抽象，提取它们的信息包装成内核对象kobject，然后按照它们之间的关系对其进行分类、分层次管理（建立一棵树），借由这些对象，由系统管理设备资源的注册申请、释放以及实际驱动（file_operations）的注册时机（由此可以实现热插拔，即插即用）和电源管理（系统可以根据设备树来决定设备关闭的顺序，device->device_driver->shutdown)。
所以设备驱动模型中，device只是用来建立设备树，最终会根据结构体中的device_driver中的电源管理函数实现合理的电源开关顺序？
而对于热插拔有关的功能，和device与device_driver的匹配过程有关，而与设备树层次关系无关？
（以上是目前想到的不明白的地方，遗漏的地方想起会再添加。改天找老师好好问问，太复杂了！）

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最近研究Linux设备驱动程序遇到混乱，请大侠过来理理头绪。
Linux设备模型中：bus_type、device、device_driver
《Linux设备驱动程序》的linux设备模型章中说到设备模型中，所有设备都通过总线相连。
添加设备devA，必须指定其device结构体的bus_type域，初始化其他域，然后调用device_register(&devA)，将设备devA
注册到指定总线。
添加该设备驱动driverA，也必须指定其device_driver结构体的bus_type域，初始化其他域，然后调用driver_register(&driverA),
将该驱动注册到总线上。
如果驱动driverA和设备devA匹配成功，即调用probe函数成功，则建立他们之间的符号链接，即将设备与驱动捆绑起来。
而实际我看Linux源代码中却大量使用platform_device，
struct platform_device {       
const char        * name;        
u32                id;                
struct device        dev;       
u32                num_resources;     
struct resource        * resource;
};
和
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 (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);
int (*resume_early)(struct platform_device *);                    
int (*resume)(struct platform_device *);                          
struct device_driver driver;                                      
};
从结构体可以看出，platform_device是device派生出，platform_driver是device_driver派生出
同样添加设备PlatformDevA，初始化platform_device结构体的dev域时，没有初始化其bus_type域，而实际将该设备添加在sys\bus\platform\devices目录下，
在源代码中哪里可以看到这部分代码。
同样添加驱动PlatformDrvA，初始化platform_driver结构体的driver域时，没有初始化其bus_type域，而实际将该驱动添加在sys\bus\platform\drivers目录下，
在源代码中哪里可以看到这部分代码。

还有
struct miscdevice  {                                  
int minor;                         
const char *name;                  
const struct file_operations *fops;
struct list_head list;             
struct device *parent;             
struct device *this_device;        
}; 
与字符型设备
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner;
const struct file_operations *ops;
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int count;
};
从结构体可以看出，miscdevice是device派生出，它与platform_device区别：
1、platform_device中有设备使用的资源的信息resource。
2、miscdevice中有该设备的使用方法file_operations。
从设备驱动源代码中：
第一步
static struct platform_device at91sam9260_adc_device = {
.name       = "at91_adc",
.id     = -1,
.dev        = {
.platform_data  = &adc_data,
},  
.resource   = adc_resources,
.num_resources  = ARRAY_SIZE(adc_resources),
};
static struct resource spi0_resources[] = {
[0] = {
.start  = AT91SAM9260_BASE_SPI0,
.end    = AT91SAM9260_BASE_SPI0 + SZ_16K - 1,
.flags  = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start  = AT91SAM9260_ID_SPI0,
.end    = AT91SAM9260_ID_SPI0,
.flags  = IORESOURCE_IRQ,
},
};
//向系统添加此设备，注册设备的资源
platform_device_register(&at91sam9260_adc_device);

第二步：
static struct file_operations at91_adc_fops = {
.owner =        THIS_MODULE,
.ioctl =        at91_adc_ioctl,
.read =        at91_adc_readdata,       
.open =                at91_adc_open,        
.release =        at91_adc_release,        
};
static struct miscdevice at91_adc_dev = {        
.minor =        MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name =                "adc",
.fops =                &at91_adc_fops,
};
//向系统添加此设备，注册设备的使用方法
misc_register(&at91_adc_dev);

第三步：
static struct platform_driver at91_i2c_driver = {
.probe                = at91_adc_probe,
.remove                = __devexit_p(at91_adc_remove),
.suspend        = at91_adc_suspend,
.resume                = at91_adc_resume,
.driver                = {
.name        = "at91_adc",
.owner        = THIS_MODULE,
},
};
//注册此设备驱动
platform_driver_register(&at91_i2c_driver);

这三个结构体关系：
(基类)
kobject --------------------
/     \                      \
/       \                      \
device     cdev                   driver
/     \ (设备驱动操作方法)           \
/       \                              \
miscdevice         platform_device               platform_driver
(设备驱动操作方法)    (设备的资源)                   (设备驱动) 
我的疑问：
1、当写字符型设备驱动时，我一般只使用cdev结构体，使用此种方式，好像无法在sysfs中显示出该设备。
2、miscdevice是否支持字符设备和块设备，如果使用它怎么辨别块设备或字符设备。
3、miscdevice、platform_device、platform_driver是否可以作为通用的设备驱动方法，由platform_device注册设备资源
platform_driver注册设备驱动、miscdevice注册设备使用方法。

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以上是网上搜到的一个帖子，和我的疑问有些相似，而且有些地方我也没搞清楚。
这个帖子转载不少，可是少有人回复，回复的也没什么实质性内容。
不过这个同学整理的部分还是比较清晰的，值得看看！

 

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