裝置驅動簡介 -- ldd3讀書筆記

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    1. 概述

    讀《Linux Device Drivers 3》（影印版）（簡稱 ldd3）已經到第九章了，感覺前面的也忘的差不多了。所以準備把以前讀過的內容做一下筆記，並且主要側重代碼的注釋與理解。因為我也是一個Linux核心新手，所以將一步一步的介紹在學習驅動過程中的每一個細節。希望這些部落格在鞏固知識的同時，能夠協助到其他像我一樣摸索在Linux驅動和核心學習領域的入門新手。

    這一篇部落格算是後續系列部落格的開篇，主要介紹一下與Linux的裝置驅動相關的概念以及驅動環境的搭建。

    2. Linux驅動簡介

    以前還沒有接觸過驅動之前，就聽我的同學說，他以後要做驅動開發，因為驅動處於底層，技術更新比較慢，這樣他就不用整天跟著流行技術跑了。當時就感覺驅動是高大上的技術，下定決心也要學習底層的東西。後來我的同學去了華為，不知道他有沒有在做驅動，反正我是下定決心學習要學習Linux核心。

    簡單的說，驅動就是用來管理硬體的核心代碼。驅動程式的本質就是核心代碼，用來為上層的應用程式提供支援。學習了驅動程式之後，才明白了上層的應用到底是如何工作的。驅動程式既可以以模組的形式獨立存在，在需要的時候再被載入到核心中；又可以被編譯到核心中，直接使用。兩種方式各有優缺點，模組化的驅動使得核心的體積更小，而內建的驅動可以不用每次啟動系統後都載入需要的模組。一般來說，如果某個模組是你所經常需要用到的，建議將這個模組編譯到核心中。不過現在模組化已經深入人心，所以ldd3這本書介紹的驅動主要是模組化（module）的。

    驅動可以劃分為三類：字元裝置驅動，塊裝置驅動和網路驅動。

    字元裝置驅動是最常見的一類驅動，例如寫一個控制LED的驅動程式就屬於字元裝置驅動。這類驅動就像一個檔案一樣，通過檔案系統中的一個節點（存在於/dev目錄之下）進行訪問。字元裝置驅動實現的操作應該包括open，close，read和write，對它的操作是基於位元組流的，就像是在一個操作一個檔案（可能沒有lseek操作）。

    塊裝置驅動通常與存放裝置有關，在塊裝置上可以安裝一個檔案系統，例如硬碟等。在大多數unix系統上，塊裝置驅動的操作不是基於位元組流，而是基於塊，一個塊一般為512位元組。不過在Linux系統中，已經掩蓋這個特點，使得塊驅動一次可以傳輸任意的資料，這也就和字元裝置完全一樣了。另外，應用程式對於塊裝置驅動的訪問也是通過/dev下的檔案系統節點來進行的。

    網路裝置在這裡就先不介紹了。

 

    3. 驅動開發環境搭建

    關於 ldd3 的代碼可以使用下面的命令從 git 倉庫進行拷貝：

git clone https://github.com/duxing2007/ldd3-examples-3.x

將倉庫複製到本地之後，進入到倉庫的目錄，運行 make 命令進行編譯，就可以使用了。這個倉庫包含了 ldd3 每一章介紹的程式碼範例，很有參考價值。關於倉庫中具體模組的使用，以及在編譯過程中出現的錯誤，將會在以後的部落格中介紹。

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