Linux驱动架构深度探讨：宋宝华的MDCC 2015演讲精华

宋宝华在2015年的MDCC中国移动开发者大会上分享了题为“Linux驱动的架构思考”的演讲，主要探讨了Linux操作系统如何适应和扩展到多种不同类型的处理器体系架构，以及如何优化驱动子系统以实现高效的移植性和通用性。 Linux作为一个开放源码的操作系统，支持众多的处理器体系架构，包括约30种不同的架构，这使得它能够在嵌入式领域取得显著的成功。宋宝华指出，Linux的成功在很大程度上归功于其良好的板级支持包（BSP）移植性，使得Linux能够快速适应各种定制化的硬件环境。 驱动子系统是Linux的核心组成部分，大约有130种不同的驱动程序，涵盖了各种硬件接口。为了简化移植过程，宋强调了内核核心模块（如调度器、内存管理和设备访问）应保持高度通用，这样可以减少针对新架构的定制工作。另一方面，设备和IP驱动应该尽可能地做到跨平台，以降低开发复杂性。 演讲中提到，Linux内核对于新处理器架构的支持通常涉及大量代码修改，例如在ARM架构下，从v2.6.39版本开始，代码量达到了699,157行，这表明了对底层支持的深度。为了实现驱动的可移植性和通用性，Linux采用了一种分层的软件栈结构： 1. **内核核心层**：包括通用功能，如mm（内存管理）、ipc（进程间通信）、kernel（内核核心）、fs（文件系统）和net（网络）模块，这些模块对于所有处理器架构都是相同的或经过高度抽象，减少了对特定架构的依赖。 2. **新处理器架构支持**：针对特定处理器的总线、设备和驱动模型需要额外的定制，这可能涉及到总线控制、设备信息处理和驱动编写。然而，为了提高效率和重用性，驱动与设备的交互通常通过总线进行标准化，总线负责匹配驱动和设备，设备和驱动则分别专注于自身功能，通过标准途径获取板级信息。 3. **设备信息**：不同的设备可能有不同的配置和资源需求，如I2C、Tegra I2C等，这些信息需要在驱动中适配，并遵循Linux设备模型来确保驱动的通用性。 宋宝华还提到了Linux在ARM架构的发展历程，早期的代码量庞大，但随着技术进步和优化，驱动架构设计逐渐倾向于模块化和标准化，以适应更多硬件平台，同时降低了移植的难度。 总结来说，宋宝华的演讲深入探讨了Linux驱动架构设计的关键原则，即保持内核核心模块的通用性，利用总线模型分离职责，以及通过标准化和抽象来实现跨平台支持。这种架构思考对于理解和改进Linux在嵌入式和多样化硬件环境中的表现具有重要意义。