Linux设备驱动分类

驱动分为有操作系统设备驱动和误操作系统的设备驱动。

有无操作系统设备驱动

无操作系统设备驱动

不是所有的计算机系统都一定要有操作系统，在许多情况下，操作系统都是不必存在的。对于功能比较单一、控制不复杂的系统，如ASIC，公交卡刷卡机、洗衣机、电话，并不需要多任务调度、文件系统、内存管理等复杂功能，用单任务架构完全可以良好支撑它们的工作。

一个无限循环中夹杂着对设备中断的检测或者对设备的轮询，是该类驱动的典型架构。

——《Linux设备驱动开发详解 宋宝华》第一章 p5

原书该章节有对此类驱动框架有举例。

有操作系统的设备驱动

在有操作系统的系统里，设备驱动在无操作系统时的硬件操作工作必不可少，与此同时还需要将驱动融入到内核中，为了融入内核，必须在所有设备驱动中设计面向操作系统内核接口，这样的接口由操作系统决定。

由此可见，设备驱动变成了连接硬件和内核的桥梁。操作系统的存在势必要求设备驱动附加更多的代码和功能，把单一的“硬件设备行动”变成了操作系统内和硬件交互的模块，对外呈现为操作系统API，不再给应用工程师直接接口。

内核的可并发，内存管理使得设备驱动可以完成更加复杂、多样性的任务。操作系统带给设备驱动的麻烦，将使得上层应用更加便捷的调用底层——当驱动都按照操作系统给出的独立于设备的接口而设计，应用程序将可使用统一的系统调用接口来访问各种设备。对于类Unix的Linux，应用程序通过read()、write()等函数读写文件就可以访问各种字符设备和块设备。

Linux设备驱动

驱动主要分为以下三类：

• 字符设备驱动
• 块设备驱动
• 网络驱动

1.字符设备驱动

字符设备指那些必须以串行顺序依次进行访问的设备。它们是我们日常最常见的驱动了，像鼠标、键盘、打印机、触摸屏，还有点灯以及I2C、SPI、音视频都属于字符设备驱动。

字符设备不经过系统快速缓冲。

2.块设备驱动

就是存储器设备的驱动，比如 EMMC、NAND、SD 卡和 U 盘等存储设备，因为这些存储设备的特点是以存储块为基础，可以用任意顺序进行访问，以块为单位进行操作，因此叫做块设备。

块设备经过设备缓冲

3.网络设备驱动

就是网络驱动，不管是有线的还是无线的，都属于网络设备驱动的范畴。

网络设备面向数据包的接受和发送而设计，它并不对应文件系统的节点

注意：
块设备和网络设备驱动要比字符设备驱动复杂，就是因为其复杂所以半导体厂商一般都给我们编写好了，大多数情况下都是直接可以使用的。

一个设备可以属于多种设备驱动类型，比如USB WIFI，其使用 USB 接口，所以属于字符设备，但是其又能上网，所以也属于网络设备驱动。

Linux设备驱动与整个软硬件系统的关系

如下图，除网络设备外，字符设备和块设备都被映射到Linux文件系统的文件和目录。通过高文件系统的系统调用接口open()、write()、read()、close()等即可访问字符设备和块设备。所有的字符设备和块设备都被统一的呈现给用户。