spi,usb,iic他属于驱动还是设备

一、Linux 中“设备”与“驱动”的区别

Linux内核采用了一种“驱动模型”，其核心思想就是​​将“设备”和“驱动”分离​​。

1. ​​设备 (Device)​​

   • ​​它是什么​​：代表一块​​真实的、物理的硬件​​。它存在于电路板上，有一个具体的物理地址（如SPI总线1，片选0）。

   • ​​它的职责​​：描述“​​这是什么​​”以及“​​它在哪里​​”。它负责提供硬件的​​资源信息​​，例如：

     • 它的内存地址（IOREMAP）或端口地址。

     • 它使用的中断号（IRQ）。

     • 它的时钟配置。

     • 它在哪条总线上（例如，挂在哪个SPI控制器的哪个片选上）。

   • ​​如何描述​​：在Linux中，设备信息通常通过​​设备树 (Device Tree)​​ 或 ​​ACPI表​​ 来静态声明，或者在板级代码中注册。它最终在内核中表现为一个 device对象。

2. ​​驱动 (Driver)​​

   • ​​它是什么​​：代表一段​​控制设备的软件代码​​。它本身不是硬件，而是操作硬件的程序。

   • ​​它的职责​​：描述“​​如何操作​​”这个设备。它负责实现硬件的​​操作接口​​，例如：

     • 如何初始化设备。

     • 如何从设备读取数据。

     • 如何向设备写入数据。

     • 如何配置设备的工作模式。

     • 如何处理设备产生的中断。

   • ​​如何描述​​：驱动是一个内核模块，其中包含一个 device_driver结构体，并实现了各种操作函数（如 probe(), remove(), read(), write()）。

​​一个生动的比喻：​​

• ​​设备​​ 就像是一把 ​​锁​​。它有一个具体的形状（钥匙孔），固定在一个具体的位置（一扇门上）。

• ​​驱动​​ 就像是这把锁的 ​​钥匙​​。它知道如何与锁的钥匙孔匹配并转动，从而打开或关闭这扇门。

• ​​总线​​（如SPI）就像是 ​​管理整栋楼所有门和钥匙的物业经理​​。它负责匹配“锁”和“钥匙”（即设备和驱动）。

​​匹配过程 (Probing)：​​

系统启动时，内核（总线核心）会知道所有注册的“设备”和“驱动”。它会不断地尝试为每个设备寻找其匹配的驱动，也为每个驱动寻找其匹配的设备。匹配通常基于：

• 设备树中的 compatible属性（最常用）。

• 设备名称。

• 设备ID（如USB的PID/VID）。

一旦匹配成功，驱动的 probe()函数就会被调用。在这个函数中，驱动会获取设备提供的资源（IRQ、地址等），并初始化设备，最终让设备变得可用（如生成一个 /dev/xxx设备节点）。

二、SPI, USB, I2C 属于驱动还是设备？

这是一个非常常见的问题。答案是：​​它们既是驱动，也是设备，但更准确的说法是，它们是一种“总线类型”和“框架”​​。

严格来说，SPI、I2C、USB 在 Linux 中代表的是​​总线类型​​和​​核心框架​​。它们本身包含了“总线驱动”和“总线设备”的概念，并为挂载在其上的​​外部设备​​提供服务和匹配规则。

为了更清晰地理解，我们以 ​​SPI​​ 为例进行分解：

1. ​​SPI 控制器 (Controller) / 适配器 (Adapter)​​

   • ​​它是“设备”​​：它是一块真实的、SoC内部的硬件，例如STM32的SPI1外设。它的资源（寄存器地址、中断号）需要通过设备树来描述。

   • ​​它有“驱动”​​：内核有对应的驱动程序（如 spi-stm32.c）来操作这个SoC内部的SPI控制器硬件。这个驱动会向内核注册一个 ​​SPI 总线​​。

2. ​​SPI 核心 (SPI Core)​​

   • 这是Linux内核提供的一个中间层框架。它定义了SPI的总线类型 (spi_bus_type)，实现了设备和驱动的匹配规则，并为SPI控制器驱动和外部设备驱动提供了一系列API接口。

3. ​​挂载在SPI总线上的外部设备 (例如，一个SPI Flash芯片)​​

   • ​​它是“设备”​​：它是物理芯片，通过设备树描述（compatible = "jedec,spi-nor"； reg = <0>；// 代表片选0）。

   • ​​它有“驱动”​​：内核有对应的设备驱动（如 spi-nor.c），其 compatible属性与设备树中的值匹配。这个驱动通过SPI核心提供的API来发起SPI读写操作，从而控制外部的SPI Flash芯片。

​​总结关系图：​​

[ SPI Flash设备驱动 (spi-nor.ko) ]  // 知道如何操作SPI Flash芯片
          ↑ ↓ 通过SPI核心API通信
      [ SPI Core ]                 // 内核框架，提供通用接口和匹配规则
          ↑ ↓
[ SPI控制器驱动 (spi-stm32.ko) ]   // 知道如何操作SoC内部的SPI1硬件
          ↑ ↓ 操作硬件寄存器
      [ SPI控制器硬件 ]            // 真实的SPI1外设，挂在SoC内部总线上
          ↑ ↓ 产生SCLK, MOSI...信号
      [ SPI Flash芯片 ]           // 真实的物理芯片

​​结论：​​

• ​​SPI/I2C/USB 首先是一种“总线类型”​​。

• 它们各自在Linux内核中都有一个​​核心框架​​（如 SPI Core, I2C Core, USB Core）来管理这种总线。

• 对于这种总线本身，有​​控制器驱动​​（控制SoC内部的硬件控制器）。

• 对于挂载在这种总线上的​​外部设备​​，有对应的​​设备驱动​​。

所以，说“SPI驱动”时，需要明确指的是​​控制SoC内部SPI控制器的驱动​​，还是​​控制外部SPI设备的驱动​​。通常大家说的是后者。USB和I2C同理。