在设备驱动程序中访问 Linux 硬件的引脚

Question

我阅读了this excellent DIY article 关于编写 Linux 设备驱动程序的内容，但我仍然没有在此处的主要项目中看到“森林中的森林”。最终，最终用户软件（在用户空间中）需要与硬件进行通信（设备驱动程序正在驱动/包装/适应）。硬件由电力驱动，因此需要将软件命令转换为高/低信号（1 和 0），然后将其推送到电路和连接的硬件中。一个愚蠢的简单例子：

# Send a connected LED device a command to turn on at the software layer:
led.turnOn();

# In the device driver, somehow, translate this to 0x01 (1, or 00000001):
void turnOn() {
    int signal = 1;

    # Now, *somehow*, push this to the hardware with the following pinout (see below):
}

# Pinout
0   ---------------->  /----------\
0   ---------------->  |          |
0   ---------------->  |          |
0   ---------------->  | Hardware |
0   ---------------->  |          |
0   ---------------->  |          |
0   ---------------->  |          |
1   ---------------->  \----------/

我没有看到的是：在设备驱动程序 C 代码中，我如何从底层硬件设备读取/写入字节/数据？

我能看到的唯一理论是，也许是因为 Linux 设备被视为用户空间的“文件”（dev/led），也许将数据（例如 0x01）写入dev/led 是我们向其发送命令的方式连接的设备；也许从设备读取数据就是我们从设备读取数据的方式。

我是朝着正确的方向前进，还是偏离了轨道？

Answer 1

这实际上取决于设备的性质以及它与系统的连接方式——它可能是内存映射的，或者映射到某种可寻址的 I/O 空间，或者是在诸如 PCI-e 或以 USB 为例。重点是在驱动程序中对此进行抽象，这样程序员就不必关心底层细节。

例如，对于 PCI 设备，板卡可能会映射到物理地址范围。在此范围内，您可以访问某些寄存器来控制硬件。假设您有一个带有单个 32 位寄存器的简单 I/O 卡，并且该卡映射到物理地址 0xf0000000。该寄存器用于控制 32 个 LED 输出，您要打开 LED 0：

volatile uint32_t * const my_card_register = (uint32_t *) 0xf0000000;
                                      // address of PCI card register
*my_card_register |= 0x00000001;      // set bit 0 in register to turn on LED