计算机操作系统/驱动篇

驱动是什么东西？为什么需要驱动？

从计算机的眼睛里看，设备就是一组寄存器，比如说IO设备， 串口，键盘，磁盘，打印机，总线，中断控制器，DMA，GPU 这些设备就是挂在计算机下面的。那么，操作系统，如何使应用程序能访问这些设备？

本质上需要驱动的原因：操作系统需要能够访问和操作这些设备。

我们知道，IO设备在计算机看来，或者说在处理器看来就是一组#寄存器和协议#。

本节内容主要解决两个问题：

1、什么是设备的驱动程序

2、Linux设备抽象

设备驱动程序原理

IO设备的主要功能：输入和输出能够读写字节序列，流或者数组常见的设备都满足这个模型

终端/串口–字节流char_device 打印机–字节流，例如postscript文件 硬盘–字节数组，按照块访问 GPU–字节流（控制）+字节数组（显示存储器）

所以：
操作系统：设备 == 支持各类操作的对象（文件）
read --从设备某个指定的位置读出数据
write --向设备某个指定位置写入数据
ioctl -- 读取/设置设备的状态

把设备的寄存器直接暴露给用户是很糟糕和危险的，这显而易见。 这样，也给应用层的软件带来了很大的负担，出错的代价也会很大的 所以，我们要对设备做抽象，要在操作系统和实体设备（寄存器和协议）之间做一个抽象的层
这个尽可能统一的方式，如同一层API，就是设备驱动程序 我们不用知道寄存器的编号是多少，不用知道写进去后怎么样才能操作完成 这一层，就叫做驱动。

所有的这些设备：I/O设备，最重要的功能就是：数据往应用里送往外出。 char——device

补充一下字节流byte_stream，比如说，键盘的按键，它输入的就是一系列的事件，按下的这一大串按键 就可以看作一个字节流

block——device一块一块的，字节块。 有意思的事情：我们的显卡，是什么设备？ 显存不是按块访问的，显卡暨是字节流，又是一个字节数组
驱动

这一大坨设备的抽象，最重要的就是读写和控制，设备驱动程序就是为设备建立起这个模型的代码
需要一段代码，需要把例如read这一段系统调用，翻译成设备寄存器能听得懂的这一段话。
这一段代码，把系统调用翻译，注意是翻译，我们能看到的一大坨通用API,变成一堆五花八门的设备之间的翻译

其实shell也是类似的原理，
shell是把命令，翻译成一组系统调用，这些系统调用的序列，再通过驱动层，翻译成为了实际的寄存器操作，被执行了起来，就是一层层往下的这个过程