linux设备驱动是什么？

亚嵌教育—哈里波侠 2010年7月6日
    今天给亚嵌29期的就业班的学员上课，提了一个问题“简单说说linux设备驱动是什么？”对于大家的回答都不很令人满意。
帮助大家理顺一下思路，如下：
    层次关系：linux驱动是直接和硬件打交道的软件程序。层次结构上，它处于操作系统和硬件之间。

驱动与linux操作系统（内核）的关系：

1.驱动程序提供的一组设备驱动接口函数（DeviceDriverInterface）给操作系统。

     ■在linux中，这一组设备驱动接口函数一般包括open,close,read,write,ioctl等。
     ■这一组函数是通过一个叫做fileoperations的结构体注册给linux内核的。
     ■Linux内核提供特定的系统功能函数进行驱动程序的注册。注册时提供：设备驱动文件名称，设备号，对应的fileoperations结构体（fileoperations结构体中存储有一组设备驱动接口函数指针。）
2.驱动程序还需要提供2个模块接口函数给操作系统。
     ■Linuz设备驱定作为一个linux内核模块存在。模块都有2个接口函数。
     ■模块初始化函数和模块退出函数。上面提到的驱动程序的注册，一般是由模块初始化函数来实现的。模块退出函数则用于取消内核注册，释放资源。
     ■可见只有运行了驱动的这个模块初始化函数之后，驱动程序才能够被注册，内核才能找到设备驱动。
     ■那么，什么时候模块初始化函数才获得运行呢？
         ·动态加载时，即运行insmode时。
         ·静态加载时（模块编译进内核），系统初始化时会自动调用这个模块初始化函数。

3.驱动与应用程序的关系：     

     ■对于应用程序来说，驱动所对应的设备文件就代表着驱动。

     ■应用程序通过linux系统调用使用驱动。
     ■应用程序通过linux文件操作系统调用使用驱动。也就是说设备驱动对于用户来说同操作一个文件没有区别。代表这个驱动的是驱动所对应的设备文件。

4.驱动与硬件的关系：     

     ■硬件对于驱动程序来讲，可以抽象为一组寄存器和需要响应的中断源。

     ■对于统一寻址的系统，比如ARM，这一组寄存器就是一段地址空间。
     ■驱动就是按照芯片手册规定的原则，读取或者写入这些地址空间。
     ■中断源，是硬件产生的中断，中断是由内核响应的，需要给这个中断注册一个中断处理函数。这可以通过调用linux内核提供特定的系统功能函数进行。
     ■一般，注册中断处理函数，可以在模块初始化函数里实现，或者在设备驱动接口程序open中实现。