Writing device drivers in Linux: A brief tutorial（一）

最近看到一篇國外關於Linux核心入門的比較好的指南，於是就嘗試翻譯了一下。由於是第一次嘗試翻譯，加之英語水平有限，錯誤在所難免，歡迎拍磚！

由於沒有大段的時間來做這個，一下翻譯完是肯定不可能的，故每天翻譯一部分。轉載請指明出處，尊重別人的勞動成功，謝謝！

編寫系統驅動:簡單指南

像一個核心開發人員一樣編寫Linux裝置驅動的簡要介紹

作者：Xavier Calbet

2006-04-26

 

預備知識要求：

為了能夠開發Linux核心驅動，具備下列知識是必要的：

l  C 編程經驗：需要深入瞭解一些C語言開發經驗，例如指標的使用，位操縱函數等。

l  微處理器編程：瞭解微電腦內部工作原理是很有必要的：記憶體編址、中斷等。這些內容對於一個組合語言編程者來說應該會很熟悉。

 

Linux中會有好幾種不同的裝置。為了簡潔，本文只介紹了以模組形式載入的字元裝置驅動。使用的核心版本是2.6.x（特別地，是在Debian Sarge下的2.6.8核心，目前這個版本在Debian下是穩定的）。

 

使用者空間和核心空間：

         當你在編寫裝置驅動的時候，你必須能夠區分“使用者空間”和“核心空間”

l  核心空間：Linux（核心）使用一種簡單而且有效方式來管理電腦的硬體，並為使用者提供了一種簡單而又統一的介面。相同地，核心，特別是它的的裝置驅動，就充當了介於終端使用者或者程式員與硬體之間的橋樑。任何組成核心的一部分的子程式或者函數都（例如模組和裝置驅動）被認為是核心空間的一部分。

l  使用者空間：終端使用者程式，例如Unix shell或者其他基於GUI的應用程式（例如Kpresenter）都是使用者空間的一部分。很明顯，這些應用程式都需要和系統硬體進行互動。但是，他們不會親自去完成，而是通過核心支援函數來完成。

所有這些表1所示：

表1  應用程式所在的使用者空間，模組或者裝置驅動所在的核心空間

使用者空間和核心空間的介面函數

         核心提供給使用者空間一些子程式和函數，通過這些子程式和函數中斷應用編程者可以完成和硬體的互動。通常，在Unix或者Linux系統當中，這些會話交換式通過讀寫檔案的子程式或者函數來完成的。因為在Unix系統當中，在使用者角度，裝置是被當中檔案來看待的。

         另一方面，在核心空間，Linux也提供了若干個函數或者子程式來完成底層和硬體直接互動的任務，同時允許將核心的資訊傳遞到使用者空間。

         通常，在使用者空間允許使用裝置或者檔案的每個函數，在核心都存在函數與之對等（這些函數可以完成將核心空間的資訊傳遞到使用者空間，反之亦然）。這些都表示在下表當中。目前這個表格還是空白的，當之後引入不同裝置驅動概念後我們會將其填滿。

Events	User functions	Kernel functions
Load module
Open device
Read device
Write device
Close deviece
Remove module

表  裝置驅動事件和與對應的在使用者空間和核心空間的互動函數