驱动程序概念介绍

学习目标：

了解Linux系统中驱动程序的概念、作用，为后续学习驱动程序编写打下基础！

U-boot的目的是启动内核，内核的目的是启动应用程序。应用程序中可能会涉及到读写文件、点亮LED、获取按键值等操作，而对于写应用程序的人来说不必去关心具体硬件如何操作，仅仅只调用open、rend、write等标准接口，便可完成上述一些功能。应用程序里使用open、read、write等标准接口函数，其实就是去调用驱动程序，完成底层硬件操作。

以点亮一个LED为例说明，最简单的对应方法是：应用程序中有open函数，对应LED驱动程序中也有led_open；应用程序中有write函数，对应LED驱动程序中也有led_write；应用程序中有read函数，对应LED驱动程序中也有led_read函数。应用程序通过read函数读取LED状态时，调用驱动函数led_read实现读取LED状态目的，通过write函数改变LED状态时，调用驱动函数led_write改变LED状态。

下面来介绍应用程序open、read、write等标准接口函数，最终如何调用到驱动程序中的led_open、led_read、led_write，中间有哪些东西。

从上到下，一个软件系统可以分为：应用程序、库、内核、驱动程序。开发人员可以专注于自己熟悉的部分，对于相邻层，只需要了解它的接口，无需关注它的实现细节。linux中这4层的协作关系如下图所示：

假设上图的App1是源码如下所示的简单应用程序：

 1 int main()
 2 {
 3     int fd1,fd2;
 4     int val = 1;
 5     
 6     fd1 = open("/dev/led",ORDWR);
 7     write(fd1,&val,4);
 8     
 9     fd2 = open("hello.txt",ORDWR);
10     write(fd2,&val,4);
11 }

①App1中应用程序调用open（read、write）函数打开相应设备文件，这些函数在C库中实现。
②库函数根据open函数传入的参数执行“swi”指令，这条指令会引起CPU异常，进入内核空间。
③内核异常空间处理函数根据这些传入不同参数去调用System call interface中sys_open，这些函数根据打开不同文件的属性找到更底层驱动程序。例如App1代码中open函数根据打开文件不同属性，分别去调用LED灯的驱动程序和存储器的驱动程序。

从上面操作可以知道，驱动程序和应用程序不同，驱动程序从不主动运行，它是被动加载的：根据应用程序的要求进行初始化，，根据应用程度的要求进行读写。驱动程序加载进内核时，只是告诉内核“我在这里，我能做这些工作”，至于这些“工作”何时开始，取决于应用程序。

内核和驱动程序之间没有界限，因为驱动程序最终是要编进内核去的：通过静态链接或者动态加载。

驱动程序概念介绍

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