《Linux 裝置驅動開發詳解（第2版）》——1.3 有作業系統時的裝置驅動

本節書摘來自異步社群《linux 裝置驅動開發詳解（第2版）》一書中的第1章，第1.3節，作者：宋寶華著，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視

linux 裝置驅動開發詳解（第2版）

1.2節中我們看到一個幹淨利落的裝置驅動，它直接運作在硬體之上，不與任何作業系統關聯。當系統中包含作業系統後，裝置驅動會變得怎樣？

首先，無作業系統時裝置驅動的硬體操作工作仍然是必不可少的，沒有這一部分，驅動不可能與硬體打交道。

其次，我們還需要将驅動融入核心。為了實作這種融合，必須在所有裝置的驅動中設計面向作業系統核心的接口，這樣的接口由作業系統規定，對一類裝置而言結構一緻，獨立于具體的裝置。

由此可見，當系統中存在作業系統的時候，驅動變成了連接配接硬體和核心的橋梁。如圖1.4，作業系統的存在勢必要求裝置驅動附加更多的代碼和功能，把單一的“驅使硬體裝置行動”變成了作業系統内與硬體互動的子產品，它對外呈現為作業系統的api，不再給應用軟體工程師直接提供接口。

那麼我們要問，有了作業系統之後，驅動反而變得複雜，那要作業系統幹什麼？

首先，一個複雜的軟體系統需要處理多個并發的任務，沒有作業系統，想完成多任務并發是很困難的。

其次，作業系統給我們提供記憶體管理機制。一個典型的例子是，對于多數含mmu的處理器而言，windows、linux等作業系統可以讓每個程序都可以獨立地通路4gb的記憶體空間。

上述優點似乎并沒有展現在裝置驅動身上，作業系統的存在給裝置驅動究竟帶來了什麼實質的好處？

簡而言之，作業系統通過給驅動制造麻煩來達到給上層應用提供便利的目的。當驅動都按照作業系統給出的獨立于裝置的接口而設計，那麼，應用程式将可使用統一的系統調用接口來通路各種裝置。對于類unix的vxworks、linux等作業系統而言，當應用程式通過write()、read()等函數讀寫檔案就可通路各種字元裝置和塊裝置，而不論裝置的具體類型和工作方式，那将是怎樣的便利？