27、设备驱动与初始化程序全解析

设备驱动与初始化程序全解析

1. 设备驱动与硬件交互

设备驱动的主要任务是处理设备，通常是物理硬件，有时也包括虚拟接口，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，也最为常见。

1.1 发现硬件配置

虚拟驱动仅能操作内存结构，缺乏与真实硬件的交互。而实际的设备驱动通常是为与硬件交互而编写的，这其中的一部分工作就是首先要能够发现硬件。需要注意的是，在不同的配置中，硬件可能位于不同的地址。

有些硬件会自行提供相关信息。例如，PCI 或 USB 等可发现总线上的设备具有查询模式，该模式会返回资源需求和唯一标识符。内核会将这些标识符以及可能的其他特性与设备驱动进行匹配，并将它们关联起来。

然而，嵌入式板上的大多数硬件模块并没有这样的标识符，这时就需要我们自己以设备树或平台数据（C 结构）的形式提供相关信息。

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。注册信息包括一个标识符和一个称为探测函数（probe function）的回调函数。当硬件的 ID 与驱动的 ID 匹配时，就会调用这个探测函数。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

设备树在硬件配置中起着重要作用。以 ARM Versatile 板为例，其以太网适配器在设备树文件 arch/arm/boot/dts/versatile-ab.dts 中