为什么很多驱动开发者工作多年，却精进不大？也许，是因为他们对驱动的理解有问题...

目前几乎所有的驱动开发方面的参考书，内容结构都是先介绍介绍什么是Linux驱动，它分为哪些种类，然后是各种类型设备的驱动程序的内容细节。大都是只注重各种驱动本身的细节，而没有站在一个全局整体的角度讲解一下驱动开发的方法。这就导致，大多数的驱动开发者虽然可以正确的编写驱动程序，但往往都是只知其一不知其二，知其然而不知其所以然。

此外，目前很多驱动开发者，即使是已经有多年经验的开发者，在开发驱动的时候也就是填充填充driver的结构体，对于比较成熟的平台，就是网上找个类似的驱动修改一下，即使写十个百个千个驱动，也就是对某些硬件比较熟，遇到全新的芯片全新的平台就束手无策。应该说这样对驱动的理解是很有限的。

这也是目前linux驱动开发领域的现状。如何改变这种情况呢？

首先，我们来认识一下linux驱动的基本面，理解一个新事物的的第一件事就是了解它的一些基本信息，就像我们人与人之间互相认识首先也是通过个人的基本信息一样。

linux驱动在本质上就是一种软件程序，上层软件可以在不用了解硬件特性的情况下，通过驱动提供的接口，和计算机硬件进行通信。

系统调用是内核和应用程序之间的接口，而驱动程序是内核和硬件之间的接口，也就是内核和硬件之间的桥梁。它为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。

linux驱动程序是内核的一部分，管理着系统中的设备控制器和相应的设备。它主要完成这么几个功能：对设备初始化和释放;传送数据到硬件和从硬件读取数据;检测和处理设备出现的错误。

一般来说，一个驱动可以管理一种类型的设备。例如不同的U盘都属于mass storage设备，我们不需要为每一个U盘编写驱动，而只需要一个驱动就可以管理所有这些mass storage设备。

为方便我们加入各种驱动来支持不同的硬件，内核抽象出了很多层次结构，这些层次结构是linux设备驱动的上层。它们抽象出各种的驱动接口，驱动只需要填写相应的回调函数，就能很容易把新的驱动添加到内核。

一般来说，linux驱动可以分为三类，就是块设备驱动，字符设备驱动和网络设备驱动。块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取。块设备驱动主要用于磁盘驱动器。

而字符设备的I/O操作没有通过缓存。字符设备操作以字节为基础，但不是说一次只能执行一个字节操作。例如对于字符设备我们可以通过mmap一次进行大量数据交换。字符设备实现比较简单和灵活。

网络设备在Linux里做专门的处理。Linux的网络系统主要是基于BSD的socket机制。网络设备驱动为网络操作提供接口，管理网络数据的接送和收发。为了屏蔽网络环境中物理网络设备的多样性，Linux对所有的物理设备进行抽象并定义了一个统一的概念，称之为接口(interface)。所有对网络硬件的访问都是通过接口进行的，接口对上层协议提供一致化的操作集合来处理基本数据的发送和接收，对下层屏蔽硬件差异。它与字符设备及块设备不同之处其一就是网络接口不存在于Linux的设备文件系统/dev/中。

和前一篇的介绍一样，看完外表，我们再看内涵，就是Linux驱动的工作流程。大概有四个部分：使用insmod加载，模块的初始化，进行设备操作，使用rmmod卸载。

Linux驱动有两种存在形式，一种是直接编译进内核，就是我们在配置内核的时候，在相应选项上选Y，另外一种就是编译成模块，按需加载和卸载。通常我们使用insmod命令完成模块的加载，在加载时还可以指定模块参数。另外一个常用的加载工具是modprobe，它与insmod的不同在于它会检查模块之间的依赖关系，将该模块依赖的模块也加载到内核。

每个驱动都有自己的初始化函数，完成一些新功能的注册，这个初始化函数只是在初始化的时候被使用。在linux系统里，设备以文件的形式存在，应用程序可以通过open、read等函数操作设备，通过设备文件实现对设备的访问。设备不再使用时，我们使用rmmod命令来卸载它，卸载的过程会调用到驱动的推出函数，每个驱动都必须有一个退出函数，没有的话，内核就不会允许去卸载它。

在对linux驱动的外表和内涵都有了一个初步的认识之后，我们来看看作为一个驱动开发者，我们需要注意哪些问题。

首先，对模块机制的了解是开发linux驱动的基础，因为我们编写驱动的过程也就是在编写一个内核模块的过程。早期版本的内核是整体式的，也就是说所有的部分都静态地连接成一个很大的执行文件。但是现在的内核采用的是新的机制，即模块机制：许多功能包含在模块内，当你需要时可以使用insmod去拥抱它，将它动态地载入到内核里，当你不需要时，则可以使用rmmod将它一脚踢开。这就使得kernel的内核很小，而且在运行的时候可以不用reboot就能够载入和替代模块。

其次，我们要注重对设备模型的理解。其实从2.6内核开始，随着设备模型的出现，驱动的开发就不再是个困难的问题，毫不夸张得说，理解了设备模型，再去看那些五花八门的驱动程序，你会发现自己站在了另一个高度，从而有了一种俯视的感觉。不过貌似大部分驱动开发者都没意识到这个问题。

最后，是要养成使用协议的spec、设备的datasheet、内核参考代码去解决问题的习惯，而不是一碰到问题就到处寻找所谓的牛人去问怎么解决。

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