嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動開發(fā)之：設(shè)備驅(qū)動概述

通過文件屬性可以查看它們是哪種設(shè)備文件(字符設(shè)備文件或塊設(shè)備文件)。

$ls–l/dev

crw-rw----1rootuucp4,6408-3022:58ttyS0/*串口設(shè)備，c表示字符設(shè)備*/

brw-r-----1rootfloppy2,008-3022:58fd0/*軟盤設(shè)備，b表示塊設(shè)備*/

n 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常是指通過網(wǎng)絡(luò)能夠與其他主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的設(shè)備，如網(wǎng)卡等。

內(nèi)核和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序之間的通信調(diào)用一套數(shù)據(jù)包處理函數(shù)，它們完全不同于內(nèi)核和字符以及塊設(shè)備驅(qū)動程序之間的通信（read()、write()等函數(shù)）。Linux網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不是面向流的設(shè)備，因此不會將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的名字（例如eth0）映射到文件系統(tǒng)中去。

對這3種設(shè)備文件編寫驅(qū)動程序時會有一定的區(qū)別，本書在后面會有相關(guān)內(nèi)容的講解。

11.1.3設(shè)備號

設(shè)備號是一個數(shù)字，它是設(shè)備的標(biāo)志。就如前面所述，一個設(shè)備文件（也就是設(shè)備節(jié)點(diǎn)）可以通過mknod命令來創(chuàng)建，其中指定了主設(shè)備號和次設(shè)備號。主設(shè)備號表明設(shè)備的類型（例如串口設(shè)備、SCSI硬盤），與一個確定的驅(qū)動程序?qū)?yīng)；次設(shè)備號通常是用于標(biāo)明不同的屬性，例如不同的使用方法、不同的位置、不同的操作等，它標(biāo)志著某個具體的物理設(shè)備。高字節(jié)為主設(shè)備號，底字節(jié)為次設(shè)備號。

例如，在系統(tǒng)中的塊設(shè)備IDE硬盤的主設(shè)備號是3，而多個IDE硬盤及其各個分區(qū)分別賦予次設(shè)備號1、2、3…

$ls–l/dev

crw-rw----1rootuucp4,6408-3022:58ttyS0/*主設(shè)備號4，此設(shè)備號64*/

11.1.4驅(qū)動層次結(jié)構(gòu)

Linux下的設(shè)備驅(qū)動程序是內(nèi)核的一部分，運(yùn)行在內(nèi)核模式下，也就是說設(shè)備驅(qū)動程序為內(nèi)核提供了一個I/O接口，用戶使用這個接口實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的操作。圖11.1顯示了典型的Linux輸入/輸出系統(tǒng)中各層次結(jié)構(gòu)和功能。

圖11.1Linux輸入/輸出系統(tǒng)

層次結(jié)構(gòu)和功能

Linux設(shè)備驅(qū)動程序包含中斷處理程序和設(shè)備服務(wù)子程序兩部分。

設(shè)備服務(wù)子程序包含了所有與設(shè)備操作相關(guān)的處理代碼。它從面向用戶進(jìn)程的設(shè)備文件系統(tǒng)中接受用戶命令，并對設(shè)備控制器執(zhí)行操作。這樣，設(shè)備驅(qū)動程序屏蔽了設(shè)備的特殊性，使用戶可以像對待文件一樣操作設(shè)備。

設(shè)備控制器獲得系統(tǒng)服務(wù)有兩種方式：查詢和中斷。因為Linux的設(shè)備驅(qū)動程序是內(nèi)核的一部分，在設(shè)備查詢期間系統(tǒng)不能運(yùn)行其他代碼，查詢方式的工作效率比較低，所以只有少數(shù)設(shè)備如軟盤驅(qū)動程序采取這種方式，大多設(shè)備以中斷方式向設(shè)備驅(qū)動程序發(fā)出輸入/輸出請求。