Linux PCI驅動框架
就驅動而言:
微控制器 = 硬體操作 -- keil hal庫都可以直接操作暫存器
Linux = 驅動框架 + 硬體操作 --Linux一切皆檔案
文章以PCI為例子來看一下Linux的驅動框架
因為懶用的Typora 圖片是相對路徑, 所以沒把圖床搞到網上, 就一鍵git push了.還是多習慣github吧.
簡單介紹一下 微控制器跟Linux的區別
以下摘自 韋東山老師的筆墨
- 有哪些產品使用微控制器或Linux
所有的電子產品，所用技術都可以認為要麼是微控制器，要麼是Linux；GUI方面主要是QT/Android，它們都是運行於Linux之上的。
也許你不服！不是還有ucos、vxwork、wince、IOS嗎？
我們說的微控制器不使用作業系統。但是使用微控制器裝置肯定遠遠超過Linux。很多人也是先學習微控制器，從微控制器進入電子工程師行業
我們設計一個產品時，是使用微控制器還是Linux，取決於成本：硬體成本、軟體成本、維護成本、升級成本。而不應該根據個人偏好來選擇：我喜歡微控制器，所以就排斥使用Linux；我喜歡Linux，就排斥使用微控制器。為了有更多的選擇，我們需要既懂微控制器，又懂Linux。
- 在硬體操作上微控制器和Linux是類似的
以點燈為例，
無論是微控制器還是Linux，我們要做的事情都一樣：
1.看原理圖，確定引腳是哪一個，確定它輸出什麼電平才可以
2.看晶片手冊，確定要怎麼操作暫存器
3.寫程式
但是，怎麼編寫程式，微控制器和Linux有很大不同。
- 在微控制器中點燈、使用LCD
LED程式裡面的init_led、led_on、led_off函式是你一個人寫的，愛取什麼名就取什麼名，愛怎麼寫就怎麼寫。
LCD程式裡的函式也是你寫的，完全是自由發揮。
很多微控制器專案不是很複雜，2、3個人從上到下統統搞定，裡面的函式大多時間是直接去讀寫暫存器。
很多微控制器專案嚴重依賴於硬體，換一個晶片後怎麼辦？重寫一套程式碼唄。
在微控制器程式裡，沒有應用程式、驅動程式的概念，很可能一個人包攬了硬體設計、模組除錯(或稱之為驅動)、功能開發(或稱之為應用)的全部活。
- 在Linux中點燈、使用LCD
在Linux中，不允許應用開發人員直接去操作硬體，比如你想點個燈，不好意思，你無法直接訪問暫存器；你需要通過驅動程式來訪問暫存器。
為什麼？有幾大原因：
1.Linux系統中執行著眾多程式，必須保證質量差的程式無法破壞系統：
假設你寫的程式比較爛，那我不能讓你去隨便訪問暫存器，把系統搞崩潰了怎麼辦？你本意是去點燈，但是你看錯了暫存器，你把電源關了怎麼辦？
所以這些操作硬體的活，還是交給信得過的人來做吧：交給驅動工程師，他既懂硬體又懂軟體。
2.保證程式的可移植性：
編寫應用程式時，大家都使用統一的函式，以後換一個晶片時，應用程式不用變；只需要根據這個介面提供驅動程式就可以了。
3.團隊協作：
使用Linux系統的專案一般比較大，術業有專攻，一個人不太可能從上到下都全部掌握。比如做人臉識別專案，有擅長做影象處理的，他可不管你要用多少種攝像頭，有影象給他就可以。而多種攝像頭的硬體操作方法各有不同，這些交給驅動程式工程師。
所以，在Linux中應用程式和驅動程式是分開的。
也許你已經大概猜出來了，應用程式怎麼呼叫驅動程式？通過標準的介面：
open：開啟驅動程式。
read/write：讀、寫資料。
ioctl：傳入各種引數，獲得各種引數。
mmap：記憶體對映，比如對映之後，應用程式可以直接讀寫LCD的視訊記憶體。
你看！從這些接口裡，我們根本看不到暫存器的操作。底層的程式驅動會根據這些呼叫，去設定暫存器、操作硬體。
所以，我高大上的應用工程師，幹嘛苦哈哈地去看原理圖、看在片手冊、讀寫暫存器，搞不好還要去除錯硬體BUG。這些髒活、累活就交給驅動工程師吧。客戶的需求千變萬化，我996時間都不夠用了。
我上懂軟體、下懂硬體的驅動工程師，肯定不能把這麼重要的活交給你去做了，把我的系統搞崩潰了怎麼辦。
開玩笑的，有應用工程師、驅動工程師的優劣之分，大家都是為了做出產品。現在有一個趨勢，一個任務從上到下你都需要懂，這就是所謂的全棧工程師。
在Linux中，"一切皆檔案"，要訪問某個硬體，也是要開啟檔案、讀寫檔案。應用程式要根據標準的檔案介面：open/read/write/ioctl/mmap等來訪問驅動程式。
既然如此，怎麼寫驅動程式呢？最簡單的方法就是：APP要呼叫open來開啟驅動程式，那驅動‘程式裡就提供一個xxx_open函式來初始化硬體；APP要呼叫write來寫資料，驅動程式裡就提供一個xxx_write函式來接收資料並操作硬體。
用xxx_open、xxx_write來構成一個驅動程式，這就是驅動框架。
怎麼實現這些xxx_open、xxx_write函式？我們要做的事情跟微控制器是類似的，一樣要去看電路圖、看晶片手冊，然後在這些函式裡讀寫暫存器：這稱為硬體操作。
所以，Linux驅動程式= 驅動框架 + 硬體操作。
有微控制器基礎的人，對硬體操作比較熟悉了，把重點放在驅動框架上就可以。
高能預警：驅動框架可不簡單，對於LED來說是簡單，但是還有更復雜的驅動程式，它要考慮"通用"，這很要命。