rdrive

rdrive 是一个用于裸机操作系统（Bare-metal OS）的动态驱动管理框架，提供设备探测、驱动注册、设备管理等核心功能。

功能特性

• 设备树（FDT）支持：自动从 Flattened Device Tree 解析设备信息并匹配驱动
• PCIe 设备支持：支持 PCI Express 设备的探测和管理
• 动态驱动注册：支持编译时和运行时驱动注册
• 多级探测机制：支持内核前（Pre-kernel）和内核后（Post-kernel）两阶段设备探测
• 优先级管理：驱动按优先级排序，确保依赖设备先初始化
• 线程安全：使用自旋锁保证多核环境下的安全访问
• no_std 兼容：适用于裸机环境，不依赖标准库

架构概述

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    应用层 (Applications)                  │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────────┐  │
│  │   Manager   │  │   Probe     │  │    Register     │  │
│  │  (设备管理器) │  │  (设备探测)  │  │   (驱动注册)    │  │
│  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────────┘  │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    平台抽象层 (Platform)                  │
│         ┌──────────┐          ┌──────────┐             │
│         │   FDT    │          │   PCI    │             │
│         └──────────┘          └──────────┘             │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                    驱动接口层 (rdif-*)                    │
│    rdif-base │ rdif-intc │ rdif-clk │ rdif-pcie ...     │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

快速开始

1. 添加依赖

在 Cargo.toml 中添加：

[dependencies]
rdrive = "0.18"

2. 初始化 rdrive

use core::ptr::NonNull;
use rdrive::{init, Platform};

// 从 FDT 地址初始化
let fdt_addr: NonNull<u8> = /* 设备树地址 */;
init(Platform::Fdt { addr: fdt_addr }).expect("rdrive init failed");

3. 注册驱动

use rdrive::{register_add, ProbeKind, ProbeLevel, ProbePriority};

// 定义 FDT 驱动注册信息
static MY_DRIVER_REGISTER: DriverRegister = DriverRegister {
    name: "my-driver",
    level: ProbeLevel::PreKernel,
    priority: ProbePriority::DEFAULT,
    probe_kinds: &[ProbeKind::Fdt {
        compatibles: &["vendor,my-device"],
        on_probe: my_probe_function,
    }],
};

// 注册驱动
register_add(MY_DRIVER_REGISTER);

4. 执行设备探测

use rdrive::probe_pre_kernel;

// 在内核初始化前探测设备
probe_pre_kernel().expect("probe failed");

5. 获取设备实例

use rdrive::get_device;
use rdif_intc::Intc;

// 获取中断控制器设备
let intc: Device<Intc> = get_device(irq_id).expect("device not found");

核心模块

Manager（设备管理器）

Manager 是 rdrive 的核心，负责：

• 管理所有注册的驱动
• 存储已探测到的设备实例
• 提供设备查找接口

Probe（设备探测）

支持多种设备探测方式：

• FDT 探测：根据设备树 compatible 字符串匹配驱动
• PCI 探测：扫描 PCI 总线发现设备

探测级别：

• PreKernel：内核初始化前探测（如中断控制器、时钟）
• PostKernel：内核初始化后探测（如存储、网络设备）

Register（驱动注册）

驱动注册支持：

• 编译时静态注册（通过链接器脚本）
• 运行时动态注册
• 优先级排序（数值越小优先级越高）

预定义优先级

pub const CLK: ProbePriority = ProbePriority(6);    // 时钟
pub const INTC: ProbePriority = ProbePriority(10);  // 中断控制器
pub const DEFAULT: ProbePriority = ProbePriority(256); // 默认

驱动接口（rdif）

rdrive 通过 rdif-* 系列 crate 定义标准驱动接口：

平台支持

• 架构：AArch64、LoongArch64、RISC-V、x86_64
• 引导方式：FDT (Flattened Device Tree)
• 总线：PCI Express

许可证

本项目采用 MIT 许可证，详见 LICENSE 文件。

相关项目

• sparreal-os - 基于 rdrive 的 Rust 实时操作系统
• rdif - 驱动接口定义

贡献

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