linux内核、驱动和硬件之间的关系和通信

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内核的关系

驱动程序提供的一组设备驱动接口函数Device Driver Interface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file operations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、设备号给对应的file operations结构体，file operations结构体中存储有一组设备驱动接口函数指针。

参考链接

• file_operation结构体详解

驱动程序还需要提供2个模块接口函数给操作系统。

Linux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。

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。

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。