论LinuKernelModule之设备驱动程序.doc

本文主要探讨的是Linux内核模块中的设备驱动程序，这是操作系统与硬件交互的关键部分。设备驱动程序是操作系统内核的一部分，它负责管理和控制硬件设备，使得操作系统能够高效地与硬件进行通信。在Linux系统中，设备驱动程序通常以模块的形式存在，可以动态加载或卸载，这极大地增强了系统的灵活性。 文章介绍了Linux设备驱动程序的编写模式，包括作为内核静态链接部分和作为可加载的Kernel Module（KLM）。模块化设计允许开发者在不重新编译整个内核的情况下添加或更新驱动程序，这对于保持系统稳定性和减少资源占用至关重要。 接着，文章阐述了Linux下的两种主要设备类型：字符设备（Character Devices）和块设备（Block Devices）。字符设备通常用于流式数据传输，如键盘、串口等；而块设备则处理离散的数据块，如硬盘、光驱等。每种设备类型都有其特定的访问和管理方式。 然后，文章详细分析了设备驱动程序的框架。设备驱动程序的主要功能包括设备初始化和释放、数据的传输（从内核到硬件和从硬件到内核）、错误检测和处理等。驱动程序通常包含自动配置和初始化子程序、I/O请求服务子程序、中断服务子程序等关键部分。此外，还涉及驱动程序的注册与注销、设备的打开与释放、读写操作、控制操作以及中断和轮询处理等。 在深入理解了设备驱动程序的结构后，文章探讨了Linux设备驱动程序的实现，特别是PCI驱动程序的关键数据结构，如`pci_driver`和`pci_dev`结构。此外，还讨论了在编写驱动程序时可能遇到的问题，如函数编码、导出问题，以及I/O端口、内存操作和中断处理等技术细节。文章通过改写Realtek Fast Ethernet Driver rtl8139网卡驱动为例，具体展示了设备指明模块、数据读写和控制信息模块以及中断处理模块的设计和实现过程。 总结来说，本文全面覆盖了Linux设备驱动程序的理论知识和实践技巧，对于理解和开发Linux设备驱动具有很高的参考价值。无论是对Linux内核机制的探索，还是实际的硬件驱动编程，都能从中获得宝贵的信息和指导。