Linux系统中驱动框架基本概述

简介: Linux系统中驱动框架基本概述

大家好,今天跟大家简单聊聊Linux驱动框架以及概述。

一、驱动程序三种基本类型

  1. 字符设备(Char Device)
  2. 块设备(Block Device)
  3. 网络设备(Net Device)

二、设备驱动程序功能

  1. 对设备初始化和释放
  2. 把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据
  3. 读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据
  4. 检测和处理设备出现的错误

访问特定硬件:

访问特定硬件就是访问物理地址(如处理器内设备的寄存器、外设的地址映射)。然而由于MMU的内存映射以及对操作系统的保护,运行在用户态的应用程序一般不能直接访问硬件地址。因此需要驱动程序作为应用程序和访问硬件之间的媒介。

三、驱动程序的内核模块机制(开发模式)

静态编译、动态加载

Linux提供了一种内核模块机制。一个模块被编译成单独的内核模块后,一开始可以不编译到整个内核中,当内核需要加入该模块的时候,不需要重新编译整个内核,只需要将该内核模块插入(加载)到正在运行的内核中。同样,也可以从正在运行的内核中卸载。

Linux设备驱动可以使用两种方式被编译和加载:

  1. 直接编译到Linux内核,随Linux启动时加载,随时可以使用该驱动程序;
  2. 编译成一个可加载和删除的模块,用insmod加载,rmmod删除。

四、驱动程序框架

三个主要部分

1、设备初始化/释放

  • 负责对设备进行初始化和释放
  • 初始化检测所要驱动的硬件设备是否存在、能否正常工作。如果设备正常,则对设备及相关驱动程序
  • 需要的软件状态进行配置/初始化。

2、上半部分:服务于文件系统I/O

  • 负责:通过文件系统从应用程序读取数据,把数据通过文件系统回送给应用程序(文件系统层<->设备驱动层)
  • 这部分由文件系统相关的系统调用执行,和调用进程属于同一个进程,具有调用进程的运行环境,只是由用户态变成了内核态。

3、下半部分:服务于硬件设备的I/O

  • 负责:把数据从内核传送到硬件,从硬件读取数据到内核(设备驱动曾<->硬件层)
  • 这部分可以通过中断方式实现,对于多数设备可以提高CPU处理效率。
  • 这部分也可以不通过中断方式实现,只要能完成设备驱动层和硬件之间的数据通信即可。

1、字符设备驱动程序框架

2、块设备驱动程序框架

3、网络设备驱动程序框架

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