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第2讲 字符设备驱动开发基础实验_哔哩哔哩_bilibili
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1、应用程序和驱动的交互原理
驱动就是获取外设、或者传感器数据、控制外设。数据会提交给应用程序。Linux驱动编写不仅要编写驱动，还要我们简单编写一个测试应用程序。linux下驱动和应用是完全分开的。
用户空间和内核空间
每个进程都有一个虚拟地址空间。对于32位操作系统而言，虚拟地址空间为4G，且内核空间与用户空间的分配比为1：3。这样做的目的是让每个进程运行都相互不干扰。用户空间对应进程，所以每当进程切换的时候，用户空间就会随之变化，内核空间是由内核进程映射，每个内核空间都会有自己对应的页表，用户进程各有不同的页表。
更加详细的描述如下：Linux 内核空间与用户空间_liefyuan的博客-CSDN博客
用户空间（用户态）和内核空间（内核态）：
linux操作系统内核和驱动程序运行在内核空间，应用程序运行在用户空间。分为内核空间和用户空间最大的一个好处就是安全，可以防止一个应用程序获取到较大的权限来改变操作系统。
应用程序想要访问内核资源（驱动）怎么办呢？有三种方法：系统调用、异常（中断）、陷入（软中断）。
应用程序不会直接调用系统调用，而是通过API函数来间接调用系统调用，比如POSIX、C库等。unix类操作系统中最常用的编程接口就是POSIX。
POSIX：POSIX 是 可移植操作系统接口(Portable Operating System Interface) 的缩写。它是一个 IEEE 1003.1 标准，其定义了应用程序（以及命令行 Shell 和实用程序接口）和 UNIX 操作系统之间的语言接口。
比如：应用程序使用open函数打开一个设备文件
每个系统调用都有一个系统调用号
系统调用处于内核空间，应用程序无法直接访问，因此需要陷入到内核，方法就是软中断。陷入到内核以后还要指定系统调用号（下图来源于网络）。
2、字符设备驱动开发流程
1）linux里面一切皆文件，驱动设备表现就是一个/dev/下的文件，比如/dev/led。应用程序调用open函数打开设备，比如led。应用程序通过write函数写数据，比如写1表示打开，写0表示关闭。如果要关闭设备那么就是close函数。
2）编写驱动的时候也需要编写驱动对应的open、close、write等函数。字符设备驱动file_operations结构体。