《Linux裝置驅動開發詳解（第2版）》——第1章Linux裝置驅動概述及開發環境構建1.1裝置驅動的作用

本節書摘來自非同步社群《Linux 裝置驅動開發詳解（第2版）》一書中的第1章，第1.1節，作者：宋寶華著，更多章節內容可以訪問雲棲社群“非同步社群”公眾號檢視

第1章 Linux裝置驅動概述及開發環境構建

1.1 裝置驅動的作用

Linux 裝置驅動開發詳解（第2版）
任何一個計算機系統的運轉都是系統中軟硬體共同努力的結果，沒有硬體的軟體是空中樓閣，而沒有軟體的硬體則只是一堆廢鐵。硬體是底層基礎，是所有軟體得以執行的平臺，程式碼最終會落實為硬體上的組合邏輯與時序邏輯。軟體則實現了具體應用，它按照各種不同的業務需求而設計，完成了使用者的最終訴求。硬體較固定，軟體則很靈活，可以適應各種複雜多變的應用。可以說，計算機系統的軟硬體互相成就了對方。

但是，軟硬體之間同樣存在著悖論，那就是軟體和硬體不應該互相滲透入對方的領地。為儘可能快速地完成設計，應用軟體工程師不想也不必關心硬體，而硬體工程師也難有足夠的閒暇和能力來顧及軟體。譬如，應用軟體工程師在呼叫套接字傳送和接收資料包的時候，不必關心網路卡上的中斷、暫存器、儲存空間、I/O埠、片選以及其他任何硬體詞彙；在使用printf()函式輸出資訊的時候，他不用知道底層究竟是怎樣把相應的資訊輸出到螢幕或者串列埠。

也就是說，應用軟體工程師需要看到一個沒有硬體的純粹的軟體世界，硬體必須被透明地呈現給他。誰來實現硬體對應用軟體工程師的隱形？這個光榮而艱鉅的任務就落在了驅動工程師的頭上。

對裝置驅動最通俗的解釋就是“驅使硬體裝置行動”。驅動與底層硬體直接打交道，按照硬體裝置的具體工作方式，讀寫裝置的暫存器，完成裝置的輪詢、中斷處理、DMA通訊，進行實體記憶體向虛擬記憶體的對映等，最終讓通訊裝置能收發資料，讓顯示裝置能顯示文字和畫面，讓儲存裝置能記錄檔案和資料。

由此可見，裝置驅動充當了硬體和應用軟體之間的紐帶，它使得應用軟體只需要呼叫系統軟體的應用程式設計介面（API）就可讓硬體去完成要求的工作。在系統中沒有作業系統的情況下，工程師可以根據硬體裝置的特點自行定義介面，如對串列埠定義SerialSend()、SerialRecv()，對LED定義LightOn()、LightOff()，對Flash定義FlashWrite()、FlashRead()等。而在有作業系統的情況下，驅動的架構則由相應的作業系統定義，驅動工程師必須按照相應的架構設計驅動，這樣，驅動才能良好地整合入作業系統的核心。

驅動程式溝通著硬體和應用軟體，而驅動工程師則溝通著硬體工程師和應用軟體工程師。目前，隨著通訊、電子行業的迅速發展，全世界每天都會有大量的新晶片被生產，大量的新電路板被設計，也因此，會有大量裝置驅動需要開發。這些驅動，或執行在簡單的單任務環境，或執行在VxWorks、Linux、Windows等多工作業系統環境，發揮著不可替代的作用。