用户空间与内核空间驱动编程的异同

版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/yk150915/article/details/82825187

用户空间与内核空间驱动编程的异同

在驱动编程时,常涉及两种驱动编写模式,一种在内核空间编写,一种在用户空间编写,但这两种编写方式各有什么优劣呢?在《Linux设备驱动程序》一书中看到总结的比较全,现总结如下:

用户空间驱动程序的优点可以归纳如下:

1.可以和整个C库链接。驱动程序不用借助外部程序(如Linux内核程序)就可以完成许多非常规任务。

2.可以使用通常的调试器调试驱动程序代码,而不用费力地调试正在运行的内核。如果用户空间驱动程序被挂起,则简单地杀掉它就行了。驱动程序带来的问题不会挂起整个系统,除非所驱动的硬件已经发生严重故障。

3.和内核内存不同,用户内存可以换出。如果驱动程序很大但是不经常使用,则除了正在使用的情况之外,不会占用太多内存。

4.良好设计的驱动程序仍然支持对设备的并发访问。

5.如果读者必须编写封闭源码的驱动程序,则用户空间驱动程序可更加容易地避免因为修改内核接口而导致的不明确的许可问题。

用户空间驱动程序的缺点可以归纳如下:

用户空间驱动程序也有很多缺点,下面列出其中最重要的几点:

1.中断在用户空间中不可用。对该限制,在某些平台上也有相应的解决办法,比如IA32架构上的vm86系统调用。

2.只有通过mmap映射ldev/mem才能直接访问内存,但只有特权用户才可以执行这个操作。

3.只有在调用ioperm或iopl后才可以访问I/O端口。然而并不是所有平台都支持这两个系统调用,并且访问ldev/port可能非常慢,因而并非十分有效。同样只有特权用户才能引用这些系统调用和访问设备文件。

4.响应时间很慢。这是因为在客户端和硬件之间传递数据和动作需要上下文切换。更严重的是,如果驱动程序被换出到磁盘,响应时间将令人难以忍受。使用mlock系统调用或许可以缓解这一问题,但由于用户空间程序一般需要链接多个库,因此通常需要占用多个内存页。同样,mlock也只有特权用户才能引用。

用户空间中不能处理一些非常重要的设备,包括(但不限于 )网络接口和块设备等。如上所述,我们看到用户空间驱动程序毕竟做不了太多的工作。然而依然存在一些有意义的应用,例如对SCSI扫描设备(由包SANE实现)和CD刻录设备(由cdrecord和其他工具实现)的支持。这两种情况下,用户空间驱动程序都依赖内核空间驱动程序。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/yk150915/article/details/82825187