31、嵌入式系统设备驱动接口全解析

嵌入式系统设备驱动接口全解析

在嵌入式系统开发中，内核设备驱动是底层硬件与系统其他部分交互的关键机制。开发者需要了解设备驱动在整体架构中的位置，以及如何从用户空间程序访问它们。

技术要求

要跟随后续示例操作，你需要准备以下设备和环境：
- 基于 Linux 的主机系统
- 微型 SD 卡读卡器和卡
- BeagleBone Black 开发板
- 5V 1A 直流电源
- 以太网电缆和用于网络连接的端口

所有示例代码可在 GitHub 仓库的 Chapter11 文件夹中找到： https://github.com/PacktPublishing/Mastering-Embedded-Linux-Programming-Third-Edition

设备驱动的作用

内核的一个重要功能是封装计算机系统的各种硬件接口，并以一致的方式呈现给用户空间程序。设备驱动是内核与硬件之间的中介代码，它可以控制物理设备（如 UART 或 MMC 控制器），也可以代表虚拟设备（如空设备 /dev/null 或虚拟磁盘）。一个驱动程序可以控制多个同类设备。

内核设备驱动代码运行在高权限级别，与内核的其他部分一样，它可以完全访问处理器地址空间和硬件寄存器，处理中断和 DMA 传输，还能利用内核的同步和内存管理基础设施。然而，如果驱动程序存在漏洞，可能会导致系统崩溃。因此，设备驱动应尽可能简单，