Linux设备驱动与整个硬件系统的关系

1、 设备的分类及特点

 

计算机系统的硬件主要由CPU、存储器和外设组成。

随着IC（Integrated circuit）制作工艺的发展，目前芯片的集成度越来越高，往往在CPU内部集成了存储器和外设适配器。

    驱动针对的对象是存储器和外设（包括CPU内部集成的存储器和外设），而不是针对CPU核。

 

1.1 设备分类及特点

Linux将存储器和外设分为3个基本类：

        字符设备：指那些必须以串行顺序依次进行访问的设备。

                  不经过系统的快速缓存。

        块设备  ：可以用任意顺序进行访问，一块为单位进行操作。

                  经过系统的快速缓存。

        网络设备：是面向数据包的接收和发送而设计的，并不对应于文件系统的节点。

内核与网络设备的通信与内核和字符设备、块设备的通信方式完全不同。

 

    但是，字符设备和块设备并没有明显的界限，如对于Flash设备，符合块设备的特点，但我们仍可以把它作为一个字符设备来访问。

 

2、 Linux设备驱动与整个软硬件的关系

如图1所示，除网络设备外，字符设备与块设备都被映射到Linux文件系统的文件和目录，通过文件系统的系统调用接口open()、write()、read()、close()等即可访问字符设备和块设备。所有的字符设备和块设备都被统一地呈现给用户。

    块设备比字符设备复杂，在它上面会首先建立一个磁盘/Flash文件系统（定义了文件和目录在存储介质上的组织）。

    应用程序使用Linux系统调用接口编程，但也可以使用C库函数，出于代码的可移植性的目的，推荐使用C库函数。

    图1，如下：