Linux 驅動程式觀念解析, #2: System Calls

jollen 發表於 May 4, 2006 8:30 AM

Linux 驅動程式的大架構中,system call 是屬於第一層的架構;本文以一個 Linux 範例程式來展示 user application 與 Linux 驅動程式的關係。

作者/陳俊宏
www.jollen.org

System Call 與驅動程式的關係

System call 是 user application 與 Linux device driver 的溝通介面。

User application 透過呼叫 system call 來「叫起」driver 的 task,user application 要呼叫 system call 必須呼叫 GNU C 所提供的「wrapper function」,每個 system call 都會對應到 driver 內的一個 task,此 task 即是 file_operation 函數指標所指的函數。

Linux 驅動程式與 user application 間的溝通方式是透過 system call,實際上 user application 是以 device file 與裝置驅動程式溝通。要達成此目的,驅動程式必須建構在此「file」之上,因此 Linux 驅動程式必須透過 VFS(virtual file system)層來實作 system call。

一個簡單的範例

/dev目錄下的檔案稱為device file,是 user application 用來與硬體裝置溝通的介面。以下是一個簡單的範例:

int main(int argc, char *argv[])
{
int devfd;

devfd = open("/dev/debug", O_RDONLY);

if (devfd == -1) {
printf("Can't open /dev/debug\n");
return -1;
}

ioctl(devfd, IOCTL_WRITE, num);

close(devfd);

return 0;
}

當我們打開/dev/debug檔案時,範例所呼叫open()函數會叫起支援/dev/debug驅動程式的對應函數;同理,我們對/dev/debug執行ioctl()函數時,也會叫起驅動程式的相對應函數。

範例中的open()與ioctl()函數皆是GLIBC裡的函數,「叫起」驅動程式函數的動作涉及user space與kernel space的切換,此動作藉由system call介面來完成。設計一個支援”/dev/debug”裝置的驅動程式則是Linux驅動程式設計師所要負責的工作。

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連絡作者

Jollen Chen,Moko365(仕橙3G教室)講師,熱愛研究 Linux 與 Android 技術。曾為 Motorola、HTC、Foxconn、LG、OPPO、騰迅、廣達電腦、緯創、仁寶等超過 50 家企業講授課程。目前在 MokoVersity 擔任軟體工程師,撰寫 Node.js 程式,也在幾家科技廠兼任 Android Framework 研發顧問。您可透過電子郵件 <jollen (at) jollen (dot) org> 或這裡與我連絡。