c++有什么优势？编写设备驱动程序？

发布于 2024-10-11 15:27:31 字数 131 浏览 7 评论 0原文

据我所知，为了编写设备驱动程序，人们通常使用 C++ 还是汇编？装配的选择对我来说是明确的。但为什么是c++呢？我想用java（例如）或者其他高级语言也是可以的。那么为什么 C++ 如此普遍呢？ C++ 编程语言是否有编写驱动程序所必需的特定功能？

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枕梦 2024-10-18 15:27:31

我想说的是，C 更常用作设备驱动程序语言（相对于 C++）。

造成这种情况的原因有几个：

大多数主要操作系统都是用 C 和汇编语言组合编写的，并为操作系统提供 C 语言接口。
编写设备驱动程序通常涉及与设备进行通信，这涉及寄存器等的直接内存操作。 C 和 C++ 允许您以本机方式执行此操作。

编辑 - 直接内存操作示例：

让我编造一些虚构的设备。假设它有一个寄存器，当您向其中写入某些值时，设备上的灯就会打开。该寄存器为 32 位宽。前 31 位表示灯光的亮度，最低位表示灯光的打开和关闭。

当您将设备插入计算机时，操作系统会为该寄存器分配一个特定的内存位置（假设在 32 位操作系统上为 0x00FF00FF00）。为了打开灯，设备驱动程序会执行以下操作：

int* lightRegister = 0x00FF00FF00; // You would normally ask the OS for this address, not hardcode it.
int brightnessValue = 256; // Only Even numbers, the low bit must be zero.
*lightRegister = brightnessValue | 1; //Turn it on.
*lightRegister = 0; // Turn it off.

像 Java 这样的高级语言，通常不会让您写入这样的随机内存位置。

I would say that C is much more commonly used as a language for device drivers (over C++).

There are a couple of reasons for this:

Most of the major operating systems are written in a combination of C and assembler and provide C language interfaces to the operating system.
Writing a device driver usually involves communicating with a device which involves direct memory manipulation of registers and the like. C and C++ allow you to do this natively.

Edit - Example of Direct Memory Manipulation:

Let me make up some fictitious device. Say it has a register, that when you write certain values onto it, makes a light on the device turn on. This register is 32 bits wide. The top 31 bits say how bright to make the light, the lowest bit turns it on and off.

When you plug the device into the computer, the operating system assigns that register a particular memory location, (let's say 0x00FF00FF00 on a 32 bit OS). In order to turn the light on, the device driver would do something like this:

int* lightRegister = 0x00FF00FF00; // You would normally ask the OS for this address, not hardcode it.
int brightnessValue = 256; // Only Even numbers, the low bit must be zero.
*lightRegister = brightnessValue | 1; //Turn it on.
*lightRegister = 0; // Turn it off.

Higher level languages like Java, don't generally let you write into some random memory location like this.

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网白 2024-10-18 15:27:31

这里有关于在 Windows 中使用 C++ 进行设备驱动程序的优缺点的很好的讨论：
用于内核模式驱动程序的 C++：优点和缺点

很多 C++ 与C 讨论是“宗教”的，是个人喜好的问题。一般来说，在较低级别上工作可以让您更好地控制内存和性能等内容，但也可能需要更多时间来复制高级语言中可用的设施。做出这些权衡并为正确的问题选择正确的工具是软件开发的一部分。

没有根本原因说明您不能使用 Java 来编写设备驱动程序。这更多的是对语言、库以及驱动程序内部需要完成的工作类型（中断处理程序、I/O 等）的运行时支持的问题。性能也可能是一个问题。您需要开发大量的基础设施才能做到这一点。虽然 Java 不提供低级设施（例如指针），但可以用对本机函数的调用来替换这些设施。

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