static void led_release(struct device * dev) { } static struct platform_device led_dev = { .name = "ledyzt", .id = -1, .num_resources = ARRAY_SIZE(led_resource), .resource = led_resource, .dev = { .release = led_release, }, };

<think>好的，我现在需要解释一下Linux内核中platform设备模型里的device结构体和platform_device结构体的作用和区别。用户可能对内核驱动开发有一定了解，但需要明确这两个结构体的关系和用途。首先，我应该回顾一下Linux设备模型的基础知识。 记得在Linux内核中，设备驱动模型是为了统一管理各种设备而设计的。device结构体应该是更通用的基础结构，而platform_device可能是一种特定类型的设备，用于表示那些不直接连接到传统总线（如PCI、USB）的设备，比如片上系统（SoC）中的外设。 接下来，我需要分别详细说明这两个结构体的定义和作用。device结构体属于内核设备模型的核心部分，包含设备的通用信息，比如名称、父设备、总线类型等。而platform_device结构体应该是继承或扩展了device结构体，专门用于平台设备，可能包含资源信息如内存地址、中断号等。 区别方面，platform_device应该是在device的基础上增加了平台设备特有的成员，比如资源列表（resource）。使用场景也不同，device更通用，而platform_device用于那些无法通过标准总线枚举的设备，比如内置在SoC中的控制器或外设。 可能需要注意它们的包含关系，platform_device是否内嵌了一个device结构体，或者通过结构体继承实现。例如，在Linux内核代码中，platform_device结构体通常包含一个struct device dev成员，这样可以通过container_of宏来访问外层结构体。 另外，注册方式可能不同，platform_device有专门的注册函数如platform_device_register，而普通设备可能使用device_register。资源管理方面，platform_device通过resource结构体来描述硬件资源，而普通device可能需要其他方式。 需要确认这些信息是否正确，比如检查platform_device结构体的定义是否确实包含struct device dev，以及资源是如何存储的。可能需要回忆或查阅内核源码的结构体定义，确保描述准确。 总结时，应该分点列出两者的用途和区别，确保结构清晰。同时，可能需要举例说明何时使用platform_device，比如UART控制器、GPIO控制器等片上设备，而device结构体适用于更广泛的设备类型。</think>在Linux内核设备驱动模型中，`device`结构体与`platform_device`结构体的作用和区别如下： --- ### 一、`struct device` 的作用 1. **基础设备抽象** `device`结构体是内核设备模型的核心，用于表示**所有类型的硬件设备**（如PCI、USB、I2C等），包含设备的通用属性和操作。 2. **关键成员** - `struct kobject kobj`：用于内核对象管理和sysfs接口。 - `const char *init_name`：设备名称（如"uart0"）。 - `struct bus_type *bus`：所属总线类型（如PCI总线）。 - `struct device *parent`：父设备（层级关系）。 - `void (*release)(struct device *)`：设备释放的回调函数。 3. **典型用途** 用于描述**可通过标准总线枚举的设备**，例如PCI网卡、USB摄像头等。 --- ### 二、`struct platform_device` 的作用 1. **平台设备专用** `platform_device`是`device`的扩展，专门描述**无法通过标准总线枚举的片上系统（SoC）外设**，例如SoC内部的UART、GPIO、时钟控制器等。 2. **关键成员** - `struct device dev`：内嵌的基础`device`对象（体现继承关系）。 - `const char *name`：平台设备名称（需与驱动匹配）。 - `int id`：设备实例ID（用于同名设备的区分）。 - `struct resource *resource`：硬件资源数组（内存地址、中断号等）。 - `u32 num_resources`：资源数量。 3. **典型用途** 描述SoC内部的固定外设，例如： ```c static struct platform_device my_uart = { .name = "my-uart", .id = 0, .resource = uart_resources, .num_resources = ARRAY_SIZE(uart_resources), }; ``` --- ### 三、主要区别 | **特性** | `struct device` | `struct platform_device` | |-----------------------|-------------------------------------|-------------------------------------| | **定位** | 通用设备模型的基础结构体 | 针对平台设备的扩展结构体 | | **资源管理** | 无直接资源描述机制 | 通过`resource`数组定义内存、中断等资源 | | **注册方式** | `device_register()` | `platform_device_register()` | | **适用场景** | 标准总线设备（PCI/USB） | 非总线设备（SoC外设、虚拟设备） | | **继承关系** | 父类 | 子类（内嵌`struct device dev`） | --- ### 四、使用场景示例 1. **`device`的典型场景** 注册一个PCI设备： ```c struct pci_dev *pci_dev; pci_dev->dev = device_create(pci_class, parent, devt, NULL, "pci_dev%d", id); ``` 2. **`platform_device`的典型场景** 注册一个UART控制器： ```c static struct resource uart_res[] = { DEFINE_RES_MEM(0xFE001000, 0x100), // 内存地址 DEFINE_RES_IRQ(32), // 中断号 }; platform_device_register(&uart_device); ``` --- ### 五、关键设计思想 1. **统一设备模型** 通过`device`实现设备模型的抽象，而`platform_device`在此基础上扩展，解决非标准总线设备的描述问题。 2. **硬件资源解耦** `platform_device`通过`resource`明确描述硬件资源，使驱动可通过`platform_get_resource()`获取资源，实现驱动与硬件配置的分离。 --- **总结**： - `device`是内核设备模型的通用基类，而`platform_device`是专为SoC/非总线设备设计的子类。 - 在编写平台设备驱动时，优先使用`platform_device`管理资源和设备信息。

要在FPGA板卡上显示"HELLO"，您需要编写一个简单的设备驱动程序。下面是一个示例的device.c和driver.c文件，可以帮助您开始： device.c: ```c #include <linux/module.h> #include <linux/device.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/uaccess.h> #define DEVICE_NAME "hello_device" #define CLASS_NAME "hello_class" MODULE_LICENSE("GPL"); static int major_number; static struct class* hello_class = NULL; static struct device* hello_device = NULL; static int device_open(struct inode* inode, struct file* file) { pr_info("Device opened\n"); return 0; } static int device_release(struct inode* inode, struct file* file) { pr_info("Device closed\n"); return 0; } static ssize_t device_read(struct file *file, char __user *buffer, size_t length, loff_t *offset) { char message[] = "HELLO\n"; size_t message_length = sizeof(message); ssize_t bytes_read = 0; if (*offset >= message_length) return 0; if (*offset + length > message_length) length = message_length - *offset; if (copy_to_user(buffer, &message[*offset], length)) return -EFAULT; *offset += length; bytes_read = length; return bytes_read; } static struct file_operations fops = { .open = device_open, .release = device_release, .read = device_read, }; static int __init hello_init(void) { major_number = register_chrdev(0, DEVICE_NAME, &fops); if (major_number < 0) { pr_err("Failed to register a major number\n"); return major_number; } hello_class = class_create(THIS_MODULE, CLASS_NAME); if (IS_ERR(hello_class)) { unregister_chrdev(major_number, DEVICE_NAME); pr_err("Failed to create a device class\n"); return PTR_ERR(hello_class); } hello_device = device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major_number, 0), NULL, DEVICE_NAME); if (IS_ERR(hello_device)) { class_destroy(hello_class); unregister_chrdev(major_number, DEVICE_NAME); pr_err("Failed to create a device\n"); return PTR_ERR(hello_device); } pr_info("Hello device driver loaded\n"); return 0; } static void __exit hello_exit(void) { device_destroy(hello_class, MKDEV(major_number, 0)); class_unregister(hello_class); class_destroy(hello_class); unregister_chrdev(major_number, DEVICE_NAME); pr_info("Hello device driver unloaded\n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit); ``` driver.c: ```c #include <stdio.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <string.h> #define DEVICE_PATH "/dev/hello_device" int main() { int file = open(DEVICE_PATH, O_RDONLY); if (file < 0) { printf("Failed to open the device\n"); return -1; } char buffer[100]; ssize_t bytes_read = read(file, buffer, sizeof(buffer)); if (bytes_read < 0) { printf("Failed to read from the device\n"); close(file); return -1; } printf("Message from the device: %s", buffer); close(file); return 0; } ``` 请注意，以上代码仅为示例，可能需要根据您的具体需求进行修改。在编译和加载驱动程序之前，确保您的开发环境已正确设置，并且已经安装了相关的开发工具和内核头文件。您可以使用gcc编译driver.c文件，并使用make编译device.c文件。 ```bash $ gcc -o driver driver.c $ make ``` 然后，加载驱动程序： ```bash $ sudo insmod device.ko ``` 最后，运行可执行文件以读取设备上的信息： ```bash $ ./driver ``` 如果一切正常，您将在终端上看到打印出的"HELLO"消息。请注意，此示例代码仅供参考，实际实现可能因硬件平台和驱动程序框架而有所不同。