Linux设备驱动开发：理解设备模型与中断处理

"精通Linux设备驱动程序开发-第4章打下基础.pdf" 在深入探讨Linux设备驱动程序开发之前，理解基础概念至关重要。本章主要关注设备驱动的基本原理和Linux内核中的设备模型。设备驱动是操作系统与硬件之间的一个桥梁，它允许用户应用程序通过特定的接口与硬件进行交互，而无需直接操作硬件，因为这通常需要处理器的特权模式，这对用户级程序是不可行的。设备通常通过/dev目录下的设备节点被应用程序访问，而/sys目录下的节点则用于获取设备信息。 在PC兼容的系统中，硬件架构包括各种设备和接口，如内存、视频、音频、USB、PCI、WiFi、I2C、IDE、以太网、串口、键盘、鼠标等。这些设备连接到由北桥和南桥芯片组控制的总线上。在嵌入式系统中，硬件配置可能有所不同，例如包含闪存、LCD、触摸屏和无线调制解调器等组件。设备驱动程序是实现系统与这些硬件交互的关键。 中断处理是设备驱动程序中的重要组成部分，特别是在处理I/O操作时。由于I/O设备和处理器速度的差异，设备会通过中断来通知处理器其状态的改变。每个设备都有一个唯一的中断请求（IRQ）号，当中断发生时，处理器会暂停当前任务，调用与该IRQ号关联的中断服务例程（ISR）。ISR在中断上下文中运行，这意味着它不能被中断，必须快速且有效地处理中断事件。 Linux 2.6内核引入了一个新的设备模型，这个模型基于sysfs、kobject、设备类和udev等抽象概念。新模型将一些功能从内核空间迁移到用户空间，比如设备节点的管理、热插拔、冷插拔、模块自动加载和固件下载等。这一变化简化了驱动程序的开发，同时也增强了系统的灵活性和可扩展性。 在后续章节中，本书将详细讲解如何构建和实现针对不同类型的设备的驱动程序，涵盖从简单的字符设备到复杂的网络和存储设备。开发者需要理解和掌握中断处理机制、设备模型的使用，以及如何利用Linux提供的工具和框架来编写高效、可靠的驱动代码。通过这些知识，开发者能够为各种硬件设备编写出适配Linux系统的驱动程序，从而确保系统的稳定性和性能。