Linux 0.11 源码阅读笔记-设备驱动程序

Posted on Edited on In
如题.

总览

0.11源码设备驱动程序

字符设备驱动程序

char-driver

  • read_q tty读队列
  • write_q tty写队列, 调用 copy_to_cooked() 后放入 secondary
  • secondary tty辅助队列(存放规范模式字符序列)

块设备驱动程序

block-driver

  • ll_rw_block()添加完请求项后(使用了链表, 并使用电梯算法改善硬盘访问时间), 真正的操作通过调用request_fn()完成
  • 操作硬盘 do_hd_request(), 操作软盘 do_fd_request(), 操作虚拟盘 do_re_request()

linux 设备和模块的分类

字符设备

一个字符( char ) 设备是一种可以当作一个字节流来存取的设备( 如同一个文件 ); 一个字符驱动负责实现这种行为.
这样的驱动常常至少实现 open, close, read, 和 write 系统调用.

文本控制台 /dev/console 和串口 /dev/ttyS0 是字符设备的例子, 因为它们很好地展现了流的抽象.
字符设备通过文件系统结点来存取, 例如 /dev/tty1 和 /dev/lp0.

在一个字符设备和一个普通文件之间唯一有关的不同就是, 你经常可以在普通文件中移来移去, 但是大部分字符设备仅仅是数据通道, 你只能顺序存取.
然而, 存在看起来象数据区的字符设备, 你可以在里面移来移去. 例如, frame grabber 经常这样, 应用程序可以使用 mmap 或者 lseek 存取整个要求的图像.

块设备

如同字符设备, 块设备通过位于 /dev 目录的文件系统结点来存取. 一个块设备(例如一个磁盘)应该是可以驻有一个文件系统的.

Linux, 允许应用程序像一个字符设备一样读写一个块设备, 允许一次传送任意数目的字节.
如同一个字符设备, 每个块设备都通过一个文件系统结点被存取的, 它们之间的区别对用户是透明的.
因此块和字符设备的区别仅仅在内核在内部管理数据的方式上, 并且因此在内核/驱动的软件接口上不同.

注意, 在大部分的 Unix 系统, 一个块设备只能处理这样的 I/O 操作, 传送一个或多个长度经常是 512 字节的整块(或更大如1024字节)

网络接口

任何网络事务都通过一个接口来进行, 就是说, 一个能够与其他主机交换数据的设备.
通常, 一个接口是一个硬件设备, 但是它也可能是一个纯粹的软件设备, 比如环回接口.

一个网络接口负责发送和接收数据报文, 在内核网络子系统的驱动下, 不必知道单个事务是如何映射到实际的被发送的报文上的.
虽然很多网络连接(特别那些使用 TCP 的)是面向流的, 但网络设备却常常设计成处理报文的发送和接收.

网络设备驱动的实现与字符和块设备驱动完全不同. 不用 read 和 write, 需要使用和报文传递相关的函数.

硬件和驱动的关系

以 USB 设备为例, USB可以虚拟成串口(字符设备), 也可以是USB硬盘(块设备), 或者USB wifi(网络接口)
因此, 使用何种Linux的驱动和硬件无关, 而和与硬件的通讯方式有关.

一般地, 字节流使用字符设备驱动, 大量并发数据的传输使用块设备驱动. 网络接口驱动仅针对网络通讯.

参考

原创于 DRA&PHO