Linux内核分析与应用9-设备驱动

本系列是对 陈莉君 老师 Linux 内核分析与应用 的学习与记录。讲的非常之好,推荐观看

留此记录,蜻蜓点水,可作抛砖引玉


9.1 设备驱动概述

因为UNIX/Linux一切皆文件,所以也将设备纳入文件管理体系下

Linux将设备分为三大类,一类是像磁盘那样,以块或扇区为单位,成块进行输入输出的设备,称为块设备;

另一类像键盘那样,以字符为单位,进行输入/输出,称为字符设备;

还有一类,是网络设备,与前两者有很大不同 ----块设备和字符设备对应/dev下的一个设备文件,而网络设备不存在这样的设备文件,采用套接字socket来访问.

文件系统通常都建立在块设备上,也有部分放在内存,如proc文件系统,则不需要驱动程序.

建立设备文件的两种方式:

Linux内核分为五大部分:

  • 进程管理
  • 内存管理
  • 文件系统管理
  • 设备管理
  • 网络管理

每一部分都有承上启下的作用.

思考:

应用程序以什么形式访问各种硬件设备?为什么采用这种方式?


9.2 IO空间的管理

设备控制器:

I/O内存和I/O端口

思考:

内核对I/O资源的管理为什么采用树结构?


9.3 设备驱动模型

Linux支持世界上几乎所有不同功能的硬件设备,导致Linux内核中有一半的代码是设备驱动,且随着硬件的快速升级迭代,设备驱动的代码量也快速增长..为了降低设备多样性带来的Linux驱动开发的复杂度,以及设备热插拔处理,电源管理等,Linux提出了设备模型(Driver Model)

(2.x只有200多M,现在5.x版接近3G)

Sys文件系统,是一个类似proc文件系统的特殊的文件系统

地位相当于面向对象中的总基类


机制与策略分离:

设备与驱动 匹配的过程

设备和驱动是男女方,红娘相当于总线, 进行撮合

思考:

platform平台模型的优势是什么?


9.4 字符设备驱动程序简介

只能一个字节一个字节进行读写操作的设备,不能随机读取设备中的某个设备,必须按照先后次序来进行, 字符设备是面向流的设备.常见的字符设备有鼠标,键盘等

Linux字符设备驱动

思考:

从原理上说明file_operations操作方法集,为什么说它是定义了字符设备提供给VFS的接口函数?


9.5 块设备驱动程序简介

字符设备与块设备的区别:

I/O调度:

希望磁头总能往一个方向移动,到底了再向另一个方向移动. 电梯调度算法

第三种调度算法常用于数据库.第四种是内核默认的调度算法.

块和扇区的关系:

扇区是磁盘读写的基本单位,是磁盘上最小的操作单位,是文件系统和块设备之间传送数据的单位.

一般一个扇区的大小是512字节,但如果是SSD,则为4096个字节.

当一个扇区的大小超过512字节时,需要将多个内核扇区对应一个设备扇区.

Linux块设备IO子系统(一) _驱动模型

linux内核之块设备驱动图解

思考:

从虚拟文件系统到硬件,为什么要对块设备进行分层管理?


相关推荐
小白不想白a1 分钟前
【shell】每日shell练习(系统用户安全审计/系统日志错误分析)
linux·运维·云原生
福大大架构师每日一题8 分钟前
2025-10-16:有向无环图中合法拓扑排序的最大利润。用go语言,给定一个由 n 个节点(编号 0 到 n-1)构成的有向无环图,边集合用二维数组 edge
后端
只玩代码12 分钟前
技术拆解:基于 Rokid CXR-M SDK 构建“AI 实时翻译眼镜伴侣”核心逻辑
后端
码码宇15 分钟前
技术拆解:Rokid CXR-M SDK 如何构建流畅AR演讲提词功能
后端
沐眼16 分钟前
技术拆解:Rokid CXR-M SDK 构建 AI 智能提词眼镜助手连接到场景落地
后端
阑梦清川16 分钟前
docker基础学习通关教程
后端
五月天17 分钟前
边走边听,所见即所讲:用手机+AR眼镜构建新一代智能导览体验
后端
BingoGo17 分钟前
现代 PHP8+ 实战特性介绍 Enums、Fibers 和 Attributes
后端·php
三十_18 分钟前
TypeORM 基础篇:项目初始化与增删改查全流程
前端·后端
码猫Mrr18 分钟前
创维E900V22D刷入armbian hdmi开机花屏和网络无法使用 解决方式【亲测】
linux·armbian·e900v22d