一、Linux裝置分類

　　Linux將裝置主要分為三類：字元裝置、塊裝置、網路裝置。

　　1. 字元裝置：必須以序列順序依次訪問的裝置，不能讓隨機訪問裝置記憶體中某一組資料；

　　2. 塊裝置：可以按照任意順序進行訪問，以塊為單位，例如硬碟、eMMc等；

　　3. 網路裝置：面向資料包的接收和傳送而設計，不傾向於對應檔案系統的節點。

二、Linux裝置驅動程式與外界的介面

　　1. 驅動程式於作業系統核心的介面

　　2. 驅動程式與系統引導的介面

　　3. 驅動程式與裝置的介面

三、根據功能劃分

　　1. 驅動程式的註冊和登出。

　　裝置驅動程式可以再系統啟動的時候初始化，也可以在需要的時候動態載入。

　　字元裝置的初始化由chr_dev_init()完成。

　　塊裝置初始化由blk_dev_init()完成。

　　每個字元裝置或是塊裝置的初始化都是通過devfs_register_chrdev() 或是devfs_register_blkdev()向核心註冊，在關閉字元裝置或是塊裝置時，需要通過devfs_unregister_chrdev() 或是 devfs_register_blkdev() 從核心中登出裝置。

　　2. 裝置的開啟與釋放

　　裝置開啟：

　　開啟裝置是由open()來完成的，例如印表機lp_open()

　　裝置開啟要經過一下幾個步驟：

　　（1）增加裝置使用計數

　　（2）檢查裝置相關錯誤，如裝置尚未準備好類似的硬體問題

　　（3）檢查是首次開啟，則初始化裝置

　　（4）識別裝置號，如有必要則更新f_op指標

　　（5）如果需要，分配且設定要放在filp->private_data裡的資料結構

　　裝置釋放：

　　關閉釋放裝置由release()來完成，例如釋放印表機是用lp_release(),而釋放終端裝置是用tty_release ().

　　釋放裝置步驟如下：

　　（1）釋放在filp->private_data中的open分配的記憶體。

　　（2）如果是最後一次釋放，則關閉裝置。

　　（3）遞減裝置使用計數。

　　3. 裝置的讀寫操作

　　字元裝置使用各自的read()和write()來進行資料讀寫。

　　塊裝置使用 generic_file_read() 和genertc_file_write()來進行資料讀寫。

　　這兩個通用函式向請求表新增讀寫請求，核心可以通過ll_rw_block()優化請求順序。由於是對記憶體緩衝區而不是設

備進行操作的，因而可以加快讀寫請求。如果記憶體緩衝區內沒有要讀入的資料或是要將寫請求寫入裝置，那麼就要真正

的執行資料傳輸。這是通過資料結構request_queue和request_fn()來完成(include/linux/blkdev.h）。

　　4. 裝置的控制操作

　除了讀寫操作，有時還要控制裝置。這可以通過裝置驅動程式中的ioctl()來完成。例如IDE硬碟的控制可以通過hd_ioctl()，對光碟機的控制可以通過cdrom_ioctl()。

　　與讀寫操作不同，ioctl()的用法與具體裝置密切相關。以軟碟機的floppy_ioctl()為例(drivers/block/floppy。c）：

　　staticintfd_ioctl(structinode*inode,

　　structfile*filp,

　　unsignedintcmd,

　　unsignedlongparam);

　　其中，cmd的取值及含義都是與軟碟機有關的，比如，FDEJECT表示彈出軟盤。

　　除了ioctl()，裝置驅動程式還可能有其他控制函式，比如llseek()等。

　　5. 裝置的中斷和輪詢處理

　　對於不支援中斷的裝置，讀寫時需要輪詢裝置狀態，以及是否需要繼續進行資料傳輸。例如，印表機。如果裝置支援中斷，則可按照中斷方式進行。

本文摘自：https://tech.hqew.com/news_589150