對(duì)多數(shù)驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)的學(xué)習(xí)者來(lái)說(shuō)，總是感覺(jué)很難?門，不能從
整體上把握驅(qū)動(dòng)程序是如何驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備?作的。本文以Linux內(nèi)
核中8139網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)為例，對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的?作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的分析，
為初學(xué)者撥開迷霧，走出霧里看花的迷茫。本文雖然以Linux驅(qū)動(dòng)
為例，但是技術(shù)總是相通的，為了給Windows驅(qū)動(dòng)初學(xué)者同樣的啟
發(fā)，我有意的借用了許多Windows驅(qū)動(dòng)中的名詞，同時(shí)順便略述了
Windows驅(qū)動(dòng)中的?些容易讓初學(xué)者感到迷惑的概念。

Rtl8139是?個(gè)PCI網(wǎng)卡，老式的設(shè)備地址是固定的，對(duì)設(shè)備的擴(kuò)充通
常通過(guò)跳線等方式來(lái)更改地址以避免地址沖突，例如通過(guò)跳線來(lái)設(shè)置IED
主盤，從盤。PCI總線設(shè)備可以通過(guò)軟件編程靈活的設(shè)置各個(gè)設(shè)備的地
址。在操作系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候，系統(tǒng)根據(jù)PCI總線協(xié)議規(guī)范對(duì)主板上的PCI
進(jìn)行掃描，同時(shí)為發(fā)現(xiàn)的設(shè)備配置相關(guān)資源，包括中斷請(qǐng)求號(hào)，地址空
間等。每?個(gè)PCI設(shè)備上有?個(gè)配置空間，配置空間中包含了設(shè)備的基本
信息，例如設(shè)備類別ID，?商ID，設(shè)備板載存儲(chǔ)空間等信息，操作系統(tǒng)
在掃描所有的PCI設(shè)備后，可以根據(jù)這些信息統(tǒng)?分配地址資源以避免
地址沖突。系統(tǒng)通過(guò)在PCI設(shè)備中的基地址寄存器中寫??個(gè)分配到的
基地址，之后CPU在指令執(zhí)行的時(shí)候給出?個(gè)地址，這個(gè)地址首先送到
Host-PCI橋，就是我們通常所說(shuō)的北橋，北橋判斷出這個(gè)地址是落在內(nèi)
存或是PCI等設(shè)備的地址空間上1，如果落在PCI空間地址中，則北橋通過(guò)
PCI總線仲裁申請(qǐng)，把地址送到PCI總線上，總線上的每?個(gè)PCI設(shè)備會(huì)根
據(jù)自?的存儲(chǔ)空間??以及基地址寄存器中的值來(lái)比較，如果被尋址的
地址落在自?的地址空間范圍內(nèi)，則該設(shè)備會(huì)作為PCI從設(shè)備響應(yīng)完成數(shù)
據(jù)傳輸。這就是說(shuō)，系統(tǒng)上的設(shè)備都有自?的地址空間，以總線帶寬為
32位的系統(tǒng)為例，可以容納的地址空間為4G，CPU在這4G的地址空間?部
分劃分到內(nèi)存空間，還有以部分很可能劃分給PCI等外部設(shè)備，這通常取
決于硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)者。PCI設(shè)備靈活的配置方式也不可避免的帶來(lái)了復(fù)雜
性。PCI協(xié)議對(duì)設(shè)備的枚舉，檢測(cè)，配置的過(guò)程是復(fù)雜的，通常操作系統(tǒng)
提供了PCI總線協(xié)議驅(qū)動(dòng)程序，并在啟動(dòng)的時(shí)候完成了這?復(fù)雜的過(guò)程，
這樣??減?了PCI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)者的?作量。這就好像平時(shí)?家
做網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)的時(shí)候都沒(méi)必要自?實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議?樣。用Windows的
術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，對(duì)PCI設(shè)備的枚舉由總線驅(qū)動(dòng)程序完成，而具體的對(duì)PCI設(shè)備
的控制是功能驅(qū)動(dòng)程序的?作。本文要描述的是Rtl8139網(wǎng)卡功能驅(qū)動(dòng)程序。對(duì)PCI協(xié)議有?定了解是必要的。關(guān)于PCI總線驅(qū)動(dòng)程序的知識(shí)可以閱讀《Linux內(nèi)核情景分析》。