可以用Java编写设备驱动程序吗？ 介绍

我听说了一些关于用Java编写设备驱动程序的事情（听上去像是“用我的耳朵”，而不是从互联网上），我想知道。。。我一直认为设备驱动程序是在操作系统级别上运行的，因此必须使用与操作系统相同的语言编写（因此我认为大部分是C）

问题

我一般都错了吗 假设？（似乎如此）

一个“外星人”的司机怎么可能 操作系统中使用的语言？

要求是什么 （从编程语言的角度） 对于设备驱动程序？

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如果没有本机代码来提供（1）特定于操作系统的驱动程序入口点和约定，以及（2）JVM实例之间的交互，100%用Java编写设备驱动程序是不可能的。JVM实例可以“在进程中”启动（“在进程中”可能有不同的含义，具体取决于操作系统和驱动程序是内核模式还是用户模式驱动程序），也可以作为一个单独的用户登录进程启动，本机驱动程序适配层可以通信，并且所述驱动程序适配层可以在其上卸载实际的用户土地工作。

这不是不可能的，但可能很难，也可能没有多大意义

这是可能的，因为Java是一种普通的编程语言，只要您有某种方式访问数据，就没有问题。通常在现代操作系统中，内核有一层允许以某种方式对硬件进行原始访问。用户空间中也已经存在驱动程序，至少用户空间部分在Java中实现应该没有问题

这可能没有太大意义，因为内核必须启动JVM来执行驱动程序。另外，JVM实现通常会占用大量内存

您还可以使用编译后在平台上本机执行的Java代码（不需要JVM的帮助）。这通常不是很有效，但它可能适用于设备驱动程序

问题是，用Java实现驱动程序有意义吗？或者用另一种方式说：如果您使用Java来实现驱动程序而不是其他替代方案，您希望获得什么好处？如果你能回答这个问题，你应该想办法让它成为可能

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最后提示，一个试图实现完全基于Java的完整操作系统的项目。

可以将Java代码编译成硬件本机（即，不是JVM字节码）指令。例如，见。有了这个，您比以前更接近能够编译设备驱动程序

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不过，我不知道它有多实用。

设备驱动程序必须用一种可以在内核中执行的语言编写，或者编译成内核，或者在运行时作为模块加载。这通常不允许用Java编写设备驱动程序，但我认为理论上可以在设备驱动程序中实现JVM，并让它执行Java代码。并不是说任何理智的人都想这么做

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在Linux上，有几种文件系统的用户端（即非内核）实现，它们使用一个称为（fuse）的通用抽象层，允许用户端程序实现通常在内核中完成的事情。

可能吗？

是的，但只有在特殊情况下。因为您可以用Java和C编写操作系统，然后应该能够为其编写设备驱动程序。对这些驱动程序和操作系统的内存冲击将是巨大的

可能性？

不太可能。至少在Windows、MacOS甚至Linux的世界里都没有。。。至少不会很快。因为像C#和Java这样的语言依赖于CLR和JVM。这些语言的工作方式意味着它们无法有效地加载到ring0中

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此外，如果在设备驱动程序中使用托管语言，性能损失将相当大

首先，请注意，我不是设备驱动程序方面的专家（尽管我自己也写了一些），更不用说Java方面的专家了

让我们暂时把用高级语言编写设备驱动程序这一事实放在一边，然后回答您的问题

您可以用几乎任何语言编写设备驱动程序，至少在理论上是这样

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然而，大多数设备驱动程序都需要做大量的底层工作，比如处理中断以及使用操作系统API和系统调用与操作系统通信，我相信这在Java中是做不到的

但是，如果您的设备使用串行端口或USB进行通信，并且如果操作系统不一定需要知道该设备（只有您的应用程序才能访问该设备*），则您可以使用提供访问该设备所需手段的任何语言编写驱动程序

例如，您可能无法用Java编写SCSI卡驱动程序，但可以为专有控制设备、USB熔岩灯、许可证加密狗等编写驱动程序

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*当然，这里的一个明显问题是，这算不算驱动因素？

有几种方法可以做到这一点

首先，在“操作系统级”运行的代码不需要使用与操作系统相同的语言编写。它只需要能够与操作系统代码链接在一起。实际上，所有语言都可以与C进行互操作，这是真正需要的

因此，就语言而言，技术上没有问题。Java函数可以调用C函数，C函数可以调用Java函数。如果OS不是用C编写的（比如说，为了用C++编写的参数），那么OS C++代码可以调用一些中间的C代码，这些代码转发给java，反之亦然。C语言几乎是编程的通用语言

一旦一个程序被编译（为本机代码），它的源语言就不再相关了。不管使用哪种语言，汇编程序看起来都差不多