第1部分:
对于那里的linux / unix专家,请你帮我理解设备驱动程序。据我所知,驱动程序是一段代码,它直接与硬件交互并暴露一些api来访问设备。我的问题是这段代码在哪里运行,用户空间或内核空间?
我知道在内核空间中执行的代码有一些额外的权限,比如访问任何内存位置(如果我错了,请更正)。如果我们安装第三方驱动程序并且它在内核空间中运行,这对整个系统是否有害?操作系统如何处理这个?
第2部分:
让我们举一个USB设备(相机,键盘......)的例子,系统如何识别这些设备?系统如何知道要安装哪个驱动程序?驱动程序如何知道设备的地址以读取和写入数据?
(如果这个太大而无法在这里回答,请提供一些好的文档或教程的链接..,我已经尝试过,但无法找到这些答案。请帮忙)
答案 0 :(得分:19)
第1部分
在Linux上,驱动程序在内核空间中运行。是的,正如你所说,对此存在重大的安全隐患。驱动程序中的大多数异常都会占用内核,可能会破坏内核内存(带来各种后果)。 Buggy驱动程序也会对系统安全性产生影响,恶意驱动程序可以完全执行他们想要的任何操作。
在MacOSX和Window NT内核上看到的趋势是用户空间驱动程序。微软一直在推动Windows Userspace Driver Framework,MacOSX长期为Firewire和USB驱动程序提供用户空间API,并为许多USB外设提供类兼容的驱动程序。在MacOSX上安装第三方内核模式设备驱动程序是很不寻常的。
可以说,Windows过去对内核恐慌造成的不良声誉可归因于几乎所有移动电话,相机和打印机附带的(通常质量较差的)内核模式驱动程序。
Linux图形驱动程序几乎全部在用户空间中实现,内核驻留部分最小,而Fuse允许在用户空间中实现文件系统。
第2部分
USB,Firewire,MCI(以及PCI-e)都具有枚举机制,总线驱动程序可以通过这些机制将设备与驱动程序匹配。实际上,这意味着所有设备都会公开描述它们的元数据。
元数据中包含DeviceID,VendorID以及设备提供的功能描述和相关的ClassID。 ClassID有助于通用Class Drivers。
从概念上讲,操作系统将尝试查找专门支持VendorID和DeviceID的驱动程序,然后再回到支持ClassID的驱动程序。
将设备与驱动程序匹配是Linux Device Model核心的核心概念,用于匹配的精确匹配条件是特定总线驱动程序中的match()
函数。
设备驱动程序绑定到设备后,它会使用总线驱动程序(或由其提供的寻址信息)来执行读写操作。对于PCI和Firewire,这是一个内存映射的IO地址。对于USB总线寻址信息。
Linux Documentation tree提供了对Linux设备模型设计的一些了解,但并不是真正的入门级阅读。