linux核心--裝置驅動程式(學習筆記)

字元裝置驅動

一個字元裝置要能夠工作，需要三部配置設定合：

1. 有一個裝置驅動程式的ko子產品，包含中斷處理函數、裝置操作函數。子產品初始化時，将裝置号注冊到核心的全局資料結構cdev_map中。
2. /dev目錄下有一個檔案表示該裝置，這個檔案在特殊的devtmpfs檔案系統上，有相應的dentry和inode。inode中有裝置号，通過裝置号可以在cdev_map中找到裝置驅動程式。
3. 使用者可以打開一個字元裝置檔案，類似打開一個普通檔案。字元裝置檔案的相關操作file_operations會指向裝置驅動中的裝置操作函數。

中斷處理程式

外部裝置發起的中斷，叫做外部中斷。外部中斷，會到達中斷控制器，中斷控制器會發送中斷向量給CPU。

每一個CPU，有一個idt_table，裡面存放了不同的中斷向量的處理函數。硬體終端的處理函數由do_IRQ統一處理，do_IRQ根據中斷向量查找裝置驅動程式中注冊的中斷處理函數。

塊裝置驅動

1. 所有的塊裝置被一個map結構管理從dev_t到gendisk的映射
2. /dev/xxx在devtmpfs檔案系統上，存放有塊裝置号和dev_t。
3. mount一個裝置，就是把僞檔案系統bdev中的block_device資訊，放到具體檔案系統的super_block中
4. gendisk中存放有block_device_operations，可以進行塊裝置操作

   注意兩個檔案系統：devtmpfs和僞檔案系統bdev。

   通過devtmpfs中的裝置号dev_t在僞檔案系統bdev中找到block_device。

   通過bdev中的block_device，找到主流檔案系統的super_block中，接下來就可以

   通過主流檔案系統（如ext4）的file_operations對塊裝置進行操作了。

   由于主流檔案系統有很多，而且未來可能推出新的，寫作業系統核心時不可能每次都針對新的檔案系統進行更改，是以devtmpfs和僞檔案系統隻是為了擷取和打開block_device，最終對block_device進行讀寫是交給主流檔案系統的。

參考：

https://time.geekbang.org/column/article/101719