第六章 设备驱动程序 6.1. 概述 在我们刚开始接触计算机，学习基础知识时就知道根据冯.诺依曼结构，典型的计算机 系统可分为运算器、控制器、存储器、输入输出设备五部分。其中输入输出设备，在计算 机系统中起着至关重要的作用，它不仅是人机交互的桥梁，更是对计算机性能的有力扩展。 在嵌入式系统中，也是如此。作为一个实用的嵌入式系统，无论是用于人机交互的基本外 设，如触摸屏、小键盘、LCD 等，还是用来完成其他具体应用功能的硬件板卡都属于输入 输出设备。如何有效的管理这些输入输出设备，是操作系统要解决的一个重要问题。本章 将介绍 linux/uclinux 中设备管理的基本原理，并重点介绍设备驱动程序的实现细节。 linux 作为 unix 的一个变种，它继承了 unix 的设备管理方法，将所有的设备看作具体 的文件，通过文件系统层对设备进行访问。所以在 linux/uclinux 的框架结构中，和设备相 关的处理可以分为两个层次――文件系统层和设备驱动层。设备驱动层屏蔽具体设备的细 节，文件系统层则向用户提供一组统一的规范的用户接口。这种设备管理方法可以很好的 做到“设备无关性” ，使 linux/uclinux 可以根据硬件外设的发展进行方便的扩展,比如要实 现一个设备驱动程序，只要根据具体的硬件特性向文件系统的提供一组访问接口即可。整 个设备管理子系统的结构如图 6.1 所示。
用 户 进 程
文 件 系 统 层
设 备 驱 动 层
硬 件 层
图 6.1 设备驱动分层示意图 z
用户进程 用户进程一般位于内核之外，当它需要操作设备时，可以就像访问普 通文件一样，通过调用 read(),write()等文件操作系统调用来完成对设备文件的访问 和控制。
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文件系统层 它位于用户进程层下面，属于内核空间，基本功能是执行适合于所 有设备的输入输出功能，使用户透明的访问文件。通过本层的封装，设备文件在上 一层看来就和普通文件没有区别，也拥有读、写和执行权限，拥有和它对应的索引 节点等。在用户进程发出系统调用要求输入输出操作时，文件系统层就处理请求的 权限，通过设备驱动层的接口将任务传到驱动程序。
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