Linux驱动编程入门：字符、块及网络设备详解

Linux驱动程序是操作系统中关键的一部分，它使得硬件设备能在Linux内核环境中正常工作并被应用程序访问。本文主要介绍了Linux下驱动程序的基本概念、分类以及字符型设备、块设备和网络设备驱动的特性。 首先，Linux驱动程序是硬件设备与内核通信的桥梁，它负责管理和控制硬件操作，确保硬件服务能被应用程序有效利用。由于驱动程序运行在内核空间，其稳定性直接关乎整个系统的稳定性。Linux驱动程序根据设备的功能主要分为三种类型： 1. **字符型设备驱动**：这类驱动用于处理传输类介质，如串口和HDLC接口。它们像文件一样对待字符设备，提供open、close、read和write等接口。用户可以通过文件系统节点如/dev/tty1和/dev/lp1访问这些设备。区别于普通文件，字符设备主要是数据通道，内核在存取时不进行缓存。 2. **块设备驱动**：对应于存储类介质，如硬盘、软盘和FLASH盘。块设备被视为一系列数据块的集合，通常每个数据块为1KB。虽然在内核层面与字符设备类似，但在软件接口上有区别。块设备的读写通常涉及内核缓存，并支持随机访问。 3. **网络设备驱动**：处理网络接口，如网卡和ATM卡。与字符设备和块设备不同，网络驱动不再直接调用read和write，而是通过协议处理数据包发送和接收。发送数据通常由上层协议自动调用，而接收数据则通过硬件中断通知，数据填充到skbuff结构后由netif_rx()传递给上层处理。 在字符设备驱动中，特别提到了主设备号和次设备号的概念。主设备号是一个整数，用于索引设备驱动程序列表，标识设备类别。内核通过主设备号将设备与特定驱动关联。次设备号则是驱动程序内部使用的编号，用于区分同一主设备下的多个设备实例，让驱动程序能控制多个设备。 理解Linux驱动程序是学习和使用Linux系统的重要一环，掌握不同类型驱动的工作原理有助于开发者更高效地开发和维护Linux环境下的硬件支持。