无操作系统时的设备驱动中的设备驱动直接运行在硬件之上,不与任何操作系统关联。当系统中包含操作系统后,设备驱动会变得怎样?
首先,无操作系统时设备驱动的硬件操作工作仍然是必不可少的, 没有这一部分,设备驱动不可能与硬件打交道。
其次,我们还需要将设备驱动融入内核。为了实现这种融合,必须在所有的设备驱动中设计面向操作系统内核的接口,这样的接口由操作系统,对一类设备而言结构一致,于具体的设备。
由此可见,当系统中存在操作系统的时候,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(以我看,主要是提供了很多结构),把单一的“硬件设备行动”变成了操作系统内与硬件交互的模块,它对外呈现为操作系统的API,不再给应用软件工程师直接提供接口。有了操作系统之后,设备驱动反而变得复杂,那要操作系统干什么?
其次,操作系统给我们提供内存管理机制。一个典型的例子是,对于多数含 MMU的处理器而言,Windows、linux 等操作系统可以让每个进程都地访问 4GB的内存空间。
简而言之,操作系统通过给设备驱动制造麻烦来达到给上层应用提供便利的目的。如果设备驱动都按照操作系统给出的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VxWorks、Linux等操作系统而言,应用程序通过write()、read()等函数读写文件就可以访问各种字符设备和块设备,而不用管设备的具体类型和工作方式,常方便的。
不管有无操作系统,不管是SerialSend,或者write,访问设备都需要对寄存器进行读写操作,比如串口,在dev目录下有个ttys0结点,我们可以通过ioctl函数对其进行读写操作,当然,write、read更为直接咯。而上层的应用可以对这些函数进行封装,定义不同的接口,从而实现更多的功能。
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