Linux驅動框架以及概述

一、驅動程序三種基本類型

字符設備(Char Device)

塊設備(Block Device)

網絡設備(Net Device)

二、設備驅動程序功能

對設備初始化和釋放

把數據從內核傳送到硬件和從硬件讀取數據

讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據

檢測和處理設備出現的錯誤

訪問特定硬件：

訪問特定硬件就是訪問物理地址(如處理器內設備的寄存器、外設的地址映射)。然而由于MMU的內存映射以及對操作系統的保護，運行在用戶態的應用程序一般不能直接訪問硬件地址。因此需要驅動程序作為應用程序和訪問硬件之間的媒介。

三、驅動程序的內核模塊機制（開發模式）

靜態編譯、動態加載

Linux提供了一種內核模塊機制。一個模塊被編譯成單獨的內核模塊后，一開始可以不編譯到整個內核中，當內核需要加入該模塊的時候，不需要重新編譯整個內核，只需要將該內核模塊插入（加載）到正在運行的內核中。同樣，也可以從正在運行的內核中卸載。

Linux設備驅動可以使用兩種方式被編譯和加載：

直接編譯到Linux內核，隨Linux啟動時加載，隨時可以使用該驅動程序；

編譯成一個可加載和刪除的模塊，用insmod加載，rmmod刪除。

四、驅動程序框架

三個主要部分

1、設備初始化/釋放：

負責對設備進行初始化和釋放

初始化檢測所要驅動的硬件設備是否存在、能否正常工作。如果設備正常，則對設備及相關驅動程序

需要的軟件狀態進行配置/初始化。

2、上半部分：服務于文件系統I/O

負責：通過文件系統從應用程序讀取數據,把數據通過文件系統回送給應用程序(文件系統層<->設備驅動層)

這部分由文件系統相關的系統調用執行，和調用進程屬于同一個進程，具有調用進程的運行環境，只是由用戶態變成了內核態。

3、下半部分：服務于硬件設備的I/O

負責：把數據從內核傳送到硬件，從硬件讀取數據到內核(設備驅動曾<->硬件層)

這部分可以通過中斷方式實現，對于多數設備可以提高CPU處理效率。

這部分也可以不通過中斷方式實現，只要能完成設備驅動層和硬件之間的數據通信即可。

1、字符設備驅動程序框架

2、塊設備驅動程序框架

3、網絡設備驅動程序框架

審核編輯：彭菁