27、设备驱动与初始化程序深度解析

设备驱动与初始化程序深度解析

1. 设备驱动接口

设备驱动的主要任务是处理设备，这些设备通常是物理硬件，但有时也可能是虚拟接口，并以一致且有用的方式将它们呈现给用户空间。Linux 设备驱动大致可分为字符、块和网络三类，其中字符驱动接口最为灵活，因此也最为常见。

1.1 发现硬件配置

虚拟驱动展示了设备驱动的结构，但它仅操作内存结构，缺乏与真实硬件的交互。设备驱动通常是为与硬件交互而编写的，首先要能够发现硬件，因为在不同配置中，硬件可能位于不同地址。

部分硬件会自行提供信息，例如 PCI 或 USB 等可发现总线上的设备具有查询模式，可返回资源需求和唯一标识符。内核会将标识符及其他特征与设备驱动进行匹配。然而，嵌入式板上的大多数硬件块没有此类标识符，需要通过设备树或以 C 结构形式的平台数据来提供信息。

在 Linux 的标准驱动模型中，设备驱动会向相应的子系统（如 PCI、USB、开放固件（设备树）、平台设备等）进行注册。注册内容包括标识符和一个名为探测函数（probe function）的回调函数，当硬件 ID 与驱动 ID 匹配时，该函数会被调用。对于 PCI 和 USB 设备，ID 基于设备的供应商和产品 ID；对于设备树和平台设备，ID 则是一个名称（文本字符串）。

1.2 设备树

设备树在 Linux 设备驱动中起着重要作用。以 ARM Versatile 板的 arch/arm/boot/dts/versatile-ab.dts 为例，其中以太网适配器的定义如下：

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