《LINXU设备驱动程序》 第一章 设备驱动程序简介

第一章主要介绍了以下几方面的内容：

1. 设备驱动程序的作用
2. 内核功能的划分
3. 设备和模块的分类
4. 安全问题
5. 版本编号
6. 许可证条款
7. 等

其中重点：设备驱动程序的作用、内核 功能的划分、设备和内核的分类、安全问题

1.设备驱动程序的作用：设备驱动程序是位于内核和硬件设备间的软件层，将系统调用映射到作用于实际硬件的设备特有操作上，就是设备驱动程序的任务。

• 机制而非策略：即驱动程序的编写，要提供功能，即能做什么，而不是提供如何做。
• 考虑的3个因素：1、提供给用户尽量多的选项。2、编写驱动的时间。3、尽量保持程序简单
• 不带策略驱动程序包典型特征：1、同时支持同步和异步操作。2、驱动程序可以被多次打开。3、充分利用硬件特性。4、不具备用来“简化任务”的或提供与策略相关的软件层

2.内核功能划分：进程管理、内存管理、文件系统、设备控制、网络功能

• 进程管理：进程创建、销毁、输入输出、通信、共享cpu调度器。
• 内存管理：为进程创建虚拟内存空间、内核与内存管理子系统交互时的函数调用
• 文件系统：unix基本每个对象多可作文件看待、物理介质上数据的组织方式。
• 设备控制：几乎每个系统操作都会映射到物理设备上。
• 网络功能：大多数网络操作与具体进程无关：数据包传入是异步事件、收集标示分发数据包、应用程序和网络接口传递数据包、根据网络活动控制程序执行、路由和地址解析

可以用insmod和rmmod程序装卸载模块到正在运行的内核。

3.设备和模块的分类：三种基本类型：字符模块、块模块、网络模块。

• 字符设备：1、能够像字节流一样被访问的设备，由字符设备驱动程序来实现。2、至少包括open、close、read、write系统调用。3、字符设备可通过文件系统节点访问/dev/tty1等。4、和普通文件唯一差别：普通文件的访问可以前后移动访问位置，大多数字符设备只能顺序访问数据通道（数据区特性的字符设备除外）。
• 块设备：1、通过文件系统节点访问。2、容纳文件系统。3、进行I/O操作时块设备每次只能传输一个活多个完整块。4、linux可以用应用程序一次传递任意多个字节数据。5、块设备与字符设备的区别：内核内部管理数据的方式即内核与驱动程序间的软件接口。
• 网络接口：1、和其他主机进行交换数据的设备（可以使硬件设备也可以是软件接口如loopback）。2、网络子系统负责发送接收数据包。3、许多网络连接面向流，网设备部是面向流。4、网络接口映射到文件系统节点困难，网络接口的名字不存在对应于文件系统的节点。5、内核和网络设备驱动程序通信完全不同于字符、块。

文件系统不是设备驱动程序，因为没有任何实际物理设备同这种信息组织方式相关联。但是，文件系统类型是个软件驱动程序，将底层数据结构映射到高层数据结构。解析文件系统信息的功能位于内核层次结构的最底层。

4.安全问题：原则性概念

• 安全检查由内核代码进行。只有收钱用户才能装载模块
• 驱动程序编写者尽量避免在代码中实现安全策略。
• 避免自身原因引入的安全缺陷：比如c缓冲区
• 其他原则性安全概念：1、用户进程得到输入需要经过内核严格验证后才能使用。2、小心对待未初始化的内存：从内核得到的内存提供给用户需要清零等初始化操作。3、如果设备要解释和分析发送给它的数据，必须确保用户不能将可能破坏系统的任何东西发送给它。4、考虑设备操作可能造成的影响

小心第三方软件。

5.版本编号：通常稳定版本为偶数，而奇数版本为咖啡过程中的一个快照。