一、什么是驱动
1、理解驱动的概念
- （1）驱动一词的字面意义、物理上的驱动、硬件中的驱动。
- （2）Linux 内核驱动：即软件层面上的驱动，指的是这段代码操作了硬件使其动起来，所以叫硬件的驱动程序（本质上是电力提供了动力，而驱动程序提供了操作的逻辑方法）。
2、Linux 体系架构
- （1）分层思想：大致可以分为两层，上层是应用，下层是操作系统，驱动、文件系统等程 序包含于 OS 中，上层应用通过 API 调用 OS 中的驱动程序。
- （2）驱动上面是系统调用 API，下面是硬件。
- （3）驱动自己本身也是分层的
二、模块化设计
1、微内核和宏内核
- （1）宏内核：又称为单内核，将内核从总体上作为一个大过程实现，运行在一个独立的地 址空间，所有内核服务都在一个地址空间运行，相互之间直接调用函数，简 单高效。
- （2）微内核：各个功能被划分成独立的进程，进程间通过 IPC 通信，模块化程度高，一个 服务失效不会影响另一个服务，典型的如 Windows。
2、Linux 本质上是宏内核，但是又吸收了微内核的模块化特性，体现在两个层面
- （1）静态模块化：在编译时实现可裁减，特征是想要裁剪功能必须重新编译。
- （2）动态模块化：zImage 可以不重新编译烧录，甚至可以不关机重启就能实现模块的安装 和卸载。==前提在系统启动后，你得手动挂载
三、Linux 设备驱动分类
1、驱动分类
- （1）3 类：字符设备、块设备、网络设备。
- （2）分类原则：设备本身读写操作的特征差异
2、三类驱动程序详细对比分析
- （1）字符设备：准确的说应该叫“字节设备”，即软件操作设备时是以字节为单位进行的， 典型的有 LCD、键盘、鼠标、串口、LED、蜂鸣器、触摸屏。
- （2）块设备：软件操作时是以块（多个字节组成块）为单位进行的，设备的块大小是设备 本身定义好的，软件无法修改，不同设备的块大小不一样。常见的块设备都 是存储类设备：如硬盘、U 盘、光盘、NandFlash、iNand、SD 卡。
- （3）网络设备：是专为网卡设计的驱动模型，Linux 中的网络设备驱动主要是为了支持 API 中 socket 相关的函数。
3、为什么字符设备最重要
- （1）常见的大量设备都属于字符设备。
- （2）除了以上列举的标准字符设备，通常还有一些非标准类型字符设备驱动，如将一块产 生特定波形的 FPGA 当做一个字符设备来控制的驱动程序。
四、驱动程序的安全性要求
1、驱动程序是内核的一部分
- （1）驱动程序已经成为内核中最庞大的组成部分，且内核会直接以调用函数的方式调用驱动程序。
- （2）驱动程序的动态安装和卸载都会“更改”内核
2、驱动对内核的影响
- （1）驱动程序崩溃甚至会导致系统崩溃。
- （2）驱动程序的效率会影响内核的整体效率。
- （3）驱动的漏洞会造成内核安全漏洞。
3、常见的驱动安全性问题
- （1）未初始化指针。
- （2）恶意用户程序。
- （3）缓冲区溢出。
- （4）竞争状态。
五、驱动应该怎么学
1.先学好 C 语言
2.掌握相关预备知识
3、驱动学习阶段
- （1）注重实践，一步一步写驱动。
- （2）框架思维，多考虑整体和上下层。
- （3）先通过简单设备学习 Linux 驱动框架。
- （4）学会总结、记录。