struct resource
struct resource是 Linux 内核中用于描述硬件设备「物理资源」的核心数据结构，核心作用是记录设备的物理地址、中断号、DMA 通道等硬件资源信息，同时提供资源申请、释放、冲突检测的机制，避免多个驱动抢占同一硬件资源。
无论是传统的平台驱动，还是基于设备树的驱动，最终都会将硬件资源解析为struct resource，它是驱动访问硬件资源的「入口凭证」。
核心定位
struct resource的核心作用有两个：
- 资源描述：将硬件设备的「物理资源」（IO 内存、中断、DMA、IO 端口等）封装为统一的数据结构，方便内核和驱动管理；
- 资源管理：内核通过该结构体实现资源的「申请（占用）、释放、冲突检测」，确保同一硬件资源不会被多个驱动同时使用（比如两个驱动同时申请同一个中断号）。
简单来说：
- 硬件设备有「物理地址 0x12340000」「中断号 10」这类资源；
- 内核 / 设备树将这些资源封装为
struct resource数组； - 驱动通过专门的 API 申请这些资源，申请成功后才能访问对应的硬件，释放时归还资源。
它的定义在include/linux/ioport.h头文件中，是所有驱动开发（字符、块、网络设备）的必备知识点。
完整定义（Linux 5.x 及以上版本）
struct resource { resource_size_t start; // 资源的起始地址/编号（物理地址、中断号等） resource_size_t end; // 资源的结束地址/编号（物理地址、中断号等） const char *name; // 资源名称（用于标识资源，方便调试） unsigned long flags; // 核心：资源类型标志（区分IO内存、中断、DMA等） struct resource *parent; // 父资源指针（用于构建资源层级关系） struct resource *sibling; // 兄弟资源指针（用于构建资源链表） struct resource *child; // 子资源指针（用于构建资源树） };关键字段深度解析
start&end：资源的「范围标识」
这两个字段共同描述资源的有效范围，具体含义由flags（资源类型）决定：
- 当资源是「IO 内存」（
IORESOURCE_MEM）：start：物理内存的起始地址（如设备寄存器的基地址0x12340000）；end：物理内存的结束地址（如0x12340fff，表示资源长度为0x1000字节）；- 资源长度 =
end - start + 1。
- 当资源是「中断」（
IORESOURCE_IRQ）：- 对于单个中断号：
start = end = 中断号（如start=10，end=10）； - 对于中断号范围（极少用）：
start是起始中断号，end是结束中断号。
- 对于单个中断号：
- 当资源是「IO 端口」（
IORESOURCE_IO，x86 架构常用）：start：IO 端口的起始编号；end：IO 端口的结束编号。
- 当资源是「DMA 通道」（
IORESOURCE_DMA）：start=end= DMA 通道编号。
示例：描述一个 UART 设备的 IO 内存资源（基地址 0x12340000，长度 0x1000）
struct resource uart_mem_res = { .start = 0x12340000, .end = 0x12340000 + 0xfff, // 结束地址 = 基地址 + 长度 - 1 .name = "uart_mem", .flags = IORESOURCE_MEM, };flags：核心字段，资源「类型标识」
flags是无符号长整型，用于标识资源的类型、属性、访问权限，核心是「资源类型宏」，其他属性宏作为补充。
① 核心资源类型宏（最常用）
| 宏定义 | 资源类型 | 适用场景 |
|---|---|---|
IORESOURCE_MEM | IO 内存（物理内存映射） | 设备寄存器、片上外设内存（ARM/ARM64 最常用） |
IORESOURCE_IRQ | 中断资源 | 设备的中断号（如 SPI、UART、网卡中断） |
IORESOURCE_IO | IO 端口 | x86 架构的传统 IO 端口（如 0x3f8 对应串口 1） |
IORESOURCE_DMA | DMA 通道 | 设备的 DMA 传输通道（如磁盘、网卡 DMA） |
IORESOURCE_BUS | 总线资源 | 设备所属的总线地址范围 |
② 补充属性宏（辅助描述资源特性）
| 宏定义 | 核心含义 |
|---|---|
IORESOURCE_EXCLUSIVE | 资源独占使用（不允许共享） |
IORESOURCE_SHAREABLE | 资源可共享（如多个设备共享同一中断） |
IORESOURCE_PREFETCH | 资源支持预取（如内存缓存） |
IORESOURCE_READONLY | 资源只读（不可写入，如某些状态寄存器） |
示例：描述一个可共享的中断资源（中断号 10，电平触发）
struct resource uart_irq_res = { .start = 10, .end = 10, .name = "uart_irq", .flags = IORESOURCE_IRQ | IORESOURCE_SHAREABLE, // 中断资源 + 可共享 };name：资源名称，用于「调试与标识」
- 可选字段，用于给资源命名，方便调试时识别资源类型；
- 内核日志、
/sys文件系统中会显示该名称，帮助排查资源冲突问题； - 示例：
"uart_mem"、"eth0_irq"、"sdma_channel_0"。
parent/sibling/child：资源「层级管理」
- 用于构建资源的「树状 / 链表结构」，方便内核管理一组相关资源（如一个设备的多个 IO 内存、多个中断）；
- 驱动开发者通常无需手动操作这些字段，由内核自动维护；
- 示例：一个网卡设备有「IO 内存」「中断」「DMA 通道」三个资源，内核会将它们组织为兄弟链表，挂在设备的资源根节点下。
struct resource支持的核心资源类型
日常驱动开发中，最常用的是IORESOURCE_MEM（IO 内存）和IORESOURCE_IRQ（中断），两者覆盖了 90% 以上的嵌入式驱动场景，下面展开详解。
IORESOURCE_MEM（IO 内存）
核心场景
ARM/ARM64 架构下的片上外设（UART、GPIO、SPI）、PCIe 设备（网卡、NVMe）的寄存器访问，都是通过 IO 内存实现的。
驱动中使用流程
- 获取资源：通过
platform_get_resource()从设备中获取 IO 内存资源； - 申请资源：通过
devm_request_mem_region()申请占用该内存区域（避免冲突）； - 内存映射：通过
devm_ioremap_resource()将物理地址映射为内核虚拟地址（内核无法直接访问物理地址）； - 访问硬件：通过
readl()/writel()读写映射后的虚拟地址（操作设备寄存器）； - 释放资源：驱动卸载时，
devm_系列函数会自动释放映射和资源（无需手动操作）。
IORESOURCE_IRQ（中断）
核心场景
设备的异步事件通知（如网卡收包、UART 数据到达、磁盘 IO 完成），都需要通过中断实现。
驱动中使用流程
- 获取资源：通过
platform_get_irq()从设备中获取中断号（封装自platform_get_resource()）； - 申请中断：通过
devm_request_irq()申请中断，注册中断处理函数； - 处理中断：中断触发时，执行注册的中断处理函数（顶半部）；
- 释放中断：驱动卸载时，
devm_系列函数自动释放中断（无需手动操作）。
设备树与struct resource的关联
在基于设备树的驱动开发中，我们并不会手动定义struct resource，而是由内核自动将设备树节点中的硬件资源解析为struct resource数组，驱动只需通过 API 获取即可，这也是设备树的核心优势之一。
1. 设备树节点 →struct resource映射关系
设备树中的核心资源属性，会被内核自动解析为对应的struct resource：
| 设备树属性 | 对应struct resource类型 | 映射逻辑 |
|---|---|---|
reg | IORESOURCE_MEM/IORESOURCE_IO | reg中的<addr size>解析为start=addr，end=addr+size-1 |
interrupts | IORESOURCE_IRQ | interrupts中的中断号解析为start=end=irq |
dma | IORESOURCE_DMA | dma中的通道号解析为start=end=dma_channel |
2. 示例：设备树节点与内核解析结果
（1）设备树节点定义
uart1: serial@12340000 { compatible = "fsl,imx6ul-uart"; reg = <0x12340000 0x1000>; // 物理地址 0x12340000，长度 0x1000 interrupts = <GIC_SPI 10 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; // 中断号 10 };（2）内核自动解析后的struct resource数组
内核会为该设备创建一个resource数组，包含两个元素：
// 第 0 个资源：IO 内存 struct resource res[0] = { .start = 0x12340000, .end = 0x12340fff, .name = "serial@12340000", .flags = IORESOURCE_MEM, }; // 第 1 个资源：中断 struct resource res[1] = { .start = 10, .end = 10, .name = "serial@12340000", .flags = IORESOURCE_IRQ, };（3）驱动中获取解析后的资源
驱动中通过platform_get_resource()/platform_get_irq()即可获取上述资源，无需手动定义，实现了硬件信息与驱动代码的解耦。
关键注意事项与最佳实践
- 优先使用
devm_系列 API：申请资源 / 映射内存时，优先使用devm_request_mem_region()、devm_ioremap_resource()、devm_request_irq()等devm_前缀函数，这些函数会自动管理资源生命周期，驱动卸载时无需手动释放，避免资源泄漏。 - 资源申请失败必须处理：
platform_get_resource()、devm_ioremap_resource()等函数返回NULL或错误码时，必须打印错误日志并返回，不能继续执行后续硬件操作，否则会导致系统崩溃。 - 内核无法直接访问物理地址：
struct resource中记录的start/end是物理地址，内核态代码无法直接访问，必须通过ioremap()系列函数映射为虚拟地址后，才能用readl()/writel()读写。 - 中断资源的
start=end：单个中断号的资源，start和end必须相等，内核才会识别为有效中断资源。 - 资源冲突排查：如果驱动申请资源失败，可通过
/proc/iomem（查看 IO 内存占用）和/proc/interrupts（查看中断占用）排查是否有其他驱动抢占了该资源。
关键要点
struct resource是 Linux 内核描述硬件物理资源的统一数据结构，核心字段是start/end（资源范围）和flags（资源类型）。- 最常用的资源类型是
IORESOURCE_MEM（IO 内存）和IORESOURCE_IRQ（中断），覆盖绝大多数嵌入式驱动场景。 - 基于设备树的驱动中，内核会自动将设备树节点的
reg/interrupts等属性解析为struct resource，驱动只需通过标准 API 获取即可。 - 最佳实践是优先使用
devm_系列函数管理资源，避免资源泄漏，同时必须处理资源申请失败的场景。