Linux设备驱动程序学习----7.用户空间编写驱动程序

用户空间编写驱动程序

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用户空间编写驱动程序

  相对于内核空间编程，用户空间编程具有自己的一些优点。有时候编写一个用户空间驱动程序是替代内核空间驱动程序的一个好方法。

用户空间驱动程序的优点：

1. 可以和整个C库链接。
2. 可以使用通常的调试器调试驱动程序代码，而不用费力地调试正在运行的内核。
3. 如果用户空间驱动程序挂起，则简单地杀掉进程就可以。驱动程序带来的问题不会挂起整个系统，除非所驱动的硬件一斤共发生严重故障。
4. 和内核内存不同，用户内存可以换出。如果驱动程序很大但是不经常使用，则除了正在使用的情况之外，不会占用太多内存。
5. 良好设计的驱动程序仍然支持对设备的并发访问。
6. 如果读者必须写封闭源码的驱动程序，则用户空间驱动程序可更加容易地避免因为修改内核接口而导致的不明确的许可问题。

  通常，用户空间的驱动程序被实现为一个服务器进程，其任务是替代内核作为硬件控制的而唯一代理。客户应用程序可连接到该服务器并和设备执行实际的通信；这样，好的驱动程序进程可允许对设备的并发访问。

用户空间驱动程序最重要的缺点：

1. 中断在用户空间中不可用。
2. 只有通过mmap映射/dev/mem才能直接访问内存，但只有特权用户才可以执行该操作。
3. 只有在调用ioperm或iopl后才可以访问I/O端口。并不是所有平台都支持这两个系统调用，并且访问/dev/port可能很慢，只有特权用户才能引用这些系统调用和访问设备文件。
4. 响应时间很慢。因为在客户端和硬件之间传递数据和动作需要上下文切换。
5. 如果驱动程序被换出到磁盘，响应时间会更慢。由于用户空间程序一般需要链接多个库，因此通常需要占用多个内存页。
6. 用户空间中不能处理一些非常重要的设备，包括网络接口和块设备等。

  有一种情况适合在用户空间处理，就是准备处理一种新的、不常见的硬件时。在用户空间中我们可以研究如何管理这个硬件而不用担心挂起整个系统。一旦完成，就可以很容易将用户空间驱动程序封装到内核模块中。

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