Linux驱动与设备节点简介 & Android内核与Linux内核的区别

驱动是内核的一部分，作为直接访问物理硬件的一个软件层，用于应用程序与物理硬件设备通信。内核包含多种驱动，如WIFI、USB、Audio、蓝牙、相机、显示驱动。

（1）设备驱动程序三类：字符设备驱动程序、块设备驱动程序、网络设备驱动程序；

（2）对应Linux三类设备：字符设备、块设备、网络设备；

（3）常见字符设备：鼠标、键盘、串口、控制台等；

（4）常见块设备：各种硬盘、flash磁盘、RAM磁盘等；

（5）网络设备(网络接口)：eth0、eth1，注：网络设备没有设备节点，应用程序通过Socket访问网络设备。由于网络设备面向报文，较难实现相关read、write等文件读写函数，所以驱动的实现也与字符设备和块设备不同。

Linux使用对文件一样的管理方式来管理设备，所有设备都以文件的形式存放在/dev目录下，系统中的每个字符设备或者块设备都必须为其创建一个设备文件，它包含了该设备的设备类型（块设备或字符设备）、设备号（主设备号和次设备号）以及设备访问控制属性等。设备节点通过 mknod 命令创建，也可以由Udev用户工具软件在系统启动后根据/sys目录下每个设备的实际信息创建，使用后一种方式可以为每个设备动态分配设备号。

Linux中设备节点通过“mknod”命令创建，创建时需要指定主设备号和次设备号，即指定对应的驱动程序和对应的物理设备（访问设备节点时就相当于通过其设备号访问驱动程序进而间接访问到物理设备）。主设备号用来区分不同种类的设备，而次设备号用来区分同一类型的多个设备。对于常用设备，Linux有约定俗成的编号，如硬盘的主设备号是3

理解：应用程序通过访问设备节点读取主设备号和次设备号，通过主设备号找对应的驱动，通过次设备号对应到具体物理设备。注：1个驱动对应一类设备，并用唯一主设备号标识。

Linux支持的各种设备的主设备号定义在include/linux/major.h文件中，已经在官方注册的主设备号和次设备号在Documentation/devices.txt文件中。

Android系统最底层是Linux，并且在中间加上了一个Dalvik / ART的Java虚拟机，从表面层看是Android运行库。每个Android应用都运行在自己的进程上，享有Dalvik / ART虚拟机为它分配的专有实例，并支持多个虚拟机在同一设备上高效运行，虚拟机执行的是专有格式的可执行文件(.dex) - 该格式经过优化，以将内存好用降到最低。

Android内核和Linux内核的差别主要体现在如下11个方面：

准确来说，驱动是针对于硬件设备的，比如：

一个键盘，插到电脑上，那么电脑是如何使用键盘的呢，它们两者之间是如何相互交互的呢。这个过程是需要驱动程序来实现的。

键盘插入电脑，引发一个中断，然后中断程序会检查设备，并将一个驱动程序与这个键盘设备进行绑定，当你按下一个按键，会触发键盘内的电子信号的传输（理解为电位1和0吧），并最终转换为数字信号（即0和1表示的），然后Linux系统中的驱动程序接收到了这个信号，根据这个信号来判断触发了哪个按键（这个中间，其实有很多工作，不过可以这样概括的理解），最终反馈到屏幕上。

看到了吗，驱动，就是一个可以和硬件通信（能够正确理解硬件发出的信号）的程序。

看到这，我想你应该明白了，你也可以为一个鼠标写一个驱动（前提是你了解这个鼠标的通信协议，即电位转换情况），然后你可以把鼠标左键点击的效果，更改成正常情况下，鼠标右键点击的效果。是不是挺有意思的。

另外，因为现在系统的日益成熟，现在Linux系统工作者很少有机会再写硬件驱动程序了，因为这些驱动，大多数硬件产商都会给做好了（因为Linux驱动接口封装的很好）。在移植到其它平台的时候，可能只需要简单的修改一下Linux的驱动，就可以用了。

（ps：望采纳）

在Linux中，字符设备驱动由如下几个部分组成。

1.字符设备驱动模块加载与卸载函数

在字符设备驱动模块加载函数中应该实现设备号的申请和cdev的注册，而在卸载函数中应实现设备号

的释放和cdev的注销。

Linux内核的编码习惯是为设备定义一个设备相关的结构体，该结构体包含设备所涉及的cdev、私有

数据及锁等信息。2.字符设备驱动的file_operations结构体中的成员函数

file_operations结构体中的成员函数是字符设备驱动与内核虚拟文件系统的接口，是用户空间对Linux

进行系统调用最终的落实者。设备驱动的读函数中，filp是文件结构体指针，buf是用户空间内存的地址，该地址在内核空间不宜直

接读写，count是要读的字节数，f_pos是读的位置相对于文件开头的偏移。

设备驱动的写函数中，filp是文件结构体指针，buf是用户空间内存的地址，该地址在内核空间不宜直

接读写，count是要写的字节数，f_pos是写的位置相对于文件开头的偏移。

由于用户空间不能直接访问内核空间的内存，因此借助了函数copy_from_user（）完成用户空间缓冲

区到内核空间的复制，以及copy_to_user（）完成内核空间到用户空间缓冲区的复制，见代码第6行和第14

行。

完成内核空间和用户空间内存复制的copy_from_user（）和copy_to_user（）的原型分别为：

unsigned long copy_from_user(void *to, const void _ _user *from, unsigned long count)

unsigned long copy_to_user(void _ _user *to, const void *from, unsigned long count)

上述函数均返回不能被复制的字节数，因此，如果完全复制成功，返回值为0。如果复制失败，则返

回负值。如果要复制的内存是简单类型，如char、int、long等，则可以使用简单的put_user（）和

get_user（）读和写函数中的_user是一个宏，表明其后的指针指向用户空间，实际上更多地充当了代码自注释的

功能。内核空间虽然可以访问用户空间的缓冲区，但是在访问之前，一般需要先检查其合法性，通过

access_ok（type，addr，size）进行判断，以确定传入的缓冲区的确属于用户空间。

---