应用程序、库、内核、驱动程序之间的关系

1.概述

在计算机系统的软件系统里面，从上到下可以分为四部分：应用程序、库、操作系统（内核）、驱动程序。它们之间是一个层次的关系，如下图所示：

从上图可以看出：
1. 应用程序调用应用程序函数库完成功能；
2. 应用程序以文件形式访问各种资源、应用程序函数库、部分函数来直接完成功能；
3. 由内核完成内核处理系统调用，调用设备驱动程序；
4. 设备驱动直接与硬件通信。

2.实例分析

下面以点亮一个LED为例，说明4层软件之间的协作关系：
1.应用程序使用库提供的open函数打开代表LED的设备文件
2.库根据open函数传入的参数执行“swi”指令，这条指令会引起CPU异常，进入内核。
3.内核的异常处理函数根据这些参数找到对应的驱动程序，返回一个文件句柄给库，进而库返回给应用程序。
4.应用程序得到文件句柄后，使用库提供的write或ioclt函数发出控制指令。
5.库根据write或ioclt函数传入的参数执行“swi”指令，这条指令引起CPU异常，进而进入内核。
6.内核的异常处理函数根据这些参数调用驱动程序的相关函数，点亮LED灯。

3.相关说明

库（比如glibc)给应用程序提供的 open、 read 、 write、 ioctl 、 mmap 等接口函数被称为系统调用， 它们都是设贸好相关寄存器后，执行某条指令引发异常进入内核。对千ARM架构的CPU,这条指令为 swi。除系统调用接口外， 库还提供其他函数，比如字符串处理函数(strcpy、 strcmp 等）、输入／输出函数(scanf、printf等）、math库，还有应用程序的启动代码等。

文章知识点与官方知识档案匹配，可进一步学习相关知识CS入门技能树Linux入门初识Linux24975 人正在系统学习中

来源：来鸟 鸣间