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。

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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