LINUX驱动开发：设备和驱动是怎么匹配的？

在没有设备树的"上古时代"，我们需要为每一个单板（Board）编写一个专属的C文件（如 arch/arm/mach-xxx/board-yyy.c），在里面用代码定义所有的硬件设备和资源。这种方式导致内核代码与特定硬件高度耦合，可移植性极差。

设备树的出现，就是为了解决这个问题。它的核心思想是：

硬件描述 (What) ：由设备树（.dts 文件）负责，说明"这里有什么硬件，它在哪，用什么资源"。
硬件驱动 (How) ：由驱动程序（.c 文件）负责，说明"我能驱动什么样的硬件，以及如何驱动它"。

用设备树描述硬件的方式下，设备和驱动的匹配过程：

**第一步：**内核启动后，OF（Open Firmware）子系统会率先被初始化。

解析DTB：它会读取Bootloader传入内存中的设备树二进制文件（DTB）。
创建platform_device ：当它遍历到一个代表SoC片上外设的节点时（比如一个UART控制器），它会在内核中动态创建一个 struct platform_device 实例。这可以看作是硬件设备在内核中的"数字孪生"。
信息填充 ：这个 platform_device 结构体会被填充从设备树节点中解析出的信息，例如寄存器地址（reg属性）、中断号（interrupts属性）等资源。
注册到总线 ：最后，内核调用 platform_device_register()，将这个代表具体硬件的 platform_device 注册到一条名为"平台总线"的虚拟总线上，静静地等待着能驾驭它的驱动出现。

设备树示例

复制代码

i2c0: i2c@fe7d0000 {
    compatible = "rockchip,rk3588-i2c"; // 关键的"身份标识"
    reg = <0x0 0xfe7d0000 0x0 0x1000>;
    interrupts = <GIC_SPI 133 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&cru PCLK_I2C0>, <&cru SCLK_I2C0>;
    status = "disabled";
};

第二步：驱动"报到" - 驱动程序的注册

驱动程序可以被静态编译进内核，也可以作为模块（.ko）动态加载。

驱动初始化 ：当驱动被加载时，它的 module_init() 函数会被调用。
定义platform_driver ：在驱动代码中，开发者会定义一个 struct platform_driver 实例，它代表了整个驱动的功能集合。
提供"认领清单" ：在这个结构体中，一个名为 .driver.of_match_table 的成员是关键。它指向一个 of_device_id 数组，这个数组里清晰地列出了本驱动支持的所有设备的 compatible 字符串。
注册到总线 ：驱动调用 platform_driver_register()，将自己注册到平台总线上，表明"我已经准备就绪，可以开始工作了"。

驱动代码示例 (.c)

复制代码

// 定义本驱动能处理的设备列表（认领清单）
static const struct of_device_id rockchip_i2c_of_match[] = {
    { .compatible = "rockchip,rk3588-i2c" }, // 声明可以驱动这个设备
    { .compatible = "rockchip,rk3399-i2c" },
    { /* 数组结束符 */ }
};

static struct platform_driver rockchip_i2c_driver = {
    .probe = rockchip_i2c_probe, // 匹配成功后调用的函数
    .remove = rockchip_i2c_remove,
    .driver = {
        .name = "i2c-rockchip",
        .of_match_table = rockchip_i2c_of_match, // 关联"认领清单"
    },
};

// 通过 module_init 宏在加载时注册这个 platform_driver
module_init(platform_driver_register(&rockchip_i2c_driver));

第三步：内核"牵线" - 匹配逻辑核心

当一个新的驱动被注册到平台总线时，总线会自动为它触发一次匹配扫描。

遍历设备 ：平台总线会遍历总线上所有尚未绑定驱动的 platform_device。
比较compatible ：对于每一个设备，总线会取出其compatible属性字符串，然后与新注册驱动的 of_match_table 列表中的每一项进行对比。
匹配成功：一旦发现完全相同的字符串，匹配即告成功！内核的驱动核心会将设备与驱动进行"绑定"，在彼此的结构体中记录对方的指针。

第四步：大功告成 - 调用 probe 函数

绑定成功是结果，但驱动的真正工作才刚刚开始。

调用probe ：匹配成功后，内核会立刻调用 platform_driver 中定义的 .probe 函数。
传递设备信息 ：调用时，会将匹配上的 platform_device 指针作为参数传给 probe 函数。
硬件初始化 ：probe 函数通过这个参数，就能获取到设备的所有硬件资源（寄存器地址、中断号等），然后执行内存映射（ioremap）、请求中断（request_irq）等一系列硬件初始化操作。

当 probe 函数成功返回后，一个设备就真正地"活"了起来，准备好为上层提供服务。

总结

整个流程清晰而高效，形成了一个完美的闭环：

设备树 通过compatible属性提供硬件的"身份ID" -> 内核解析并为之创建platform_device -> 驱动通过of_match_table声明自己能处理的"身份ID" -> 平台总线 对比两者ID，若匹配成功 -> 调用驱动的probe函数完成最终的初始化。

LINUX驱动开发： 设备和驱动是怎么匹配的？

用设备树描述硬件的方式下，设备和驱动的匹配过程：

第二步：驱动"报到" - 驱动程序的注册

第三步：内核"牵线" - 匹配逻辑核心

第四步：大功告成 - 调用 probe 函数

总结

LINUX驱动开发：设备和驱动是怎么匹配的？