GeräteTreiberSchnittstellen

Gerätetreiberschnittstellen sind die Schnittstellen, über die Software mit Hardwaregeräten über Treiber kommuniziert. Sie definieren, wie Software Anfragen zum Lesen, Schreiben, Konfigurieren und Abfragen von Statusinformationen an Hardware stellen kann, und bilden eine Abstraktionsschicht, die hardware-spezifische Details gegenüber der Anwendungssoftware verbirgt.

In Betriebssystemen befinden sich Treiber in Kernel- oder Systemebenen und stellen eine Reihe von Schnittstellen bereit, die Anwendungen oder Systemdienste nutzen können. Typische Formen sind Gerätedateien (unter Unix/Linux) oder Device-IO-Ports (unter Windows), über die Operationen wie Lesen, Schreiben und Steuerbefehle (IOCTLs) möglich sind. Geräteklassen wie Character-Geräte, Block-Geräte oder Netzwerkgeräte besitzen spezialisierte APIs. Auf Hardwarebussen wie PCI, USB oder SATA gibt es Treiber, die dem Betriebssystem eine einheitliche Sicht auf das Hardware-Interface bereitstellen.

Standards und Muster variieren nach Betriebssystem. POSIX definiert generische Operationen auf Gerätedateien, während Windows mit dem Kernel-Mode Driver Framework (KMDF) und dem jeweiligen Gerätetreibermodell arbeitet. Linux beschreibt Treiberlogik über Kernel-Module, Device Files in /dev, File-Operations und IOCTL-Aufrufe sowie Informationen in sysfs oder durch udev. In manchen Umgebungen können Treiber auch in Benutzerspace laufen, etwa über FUSE oder UIO, wobei bestimmte Aufgaben im Kernel verbleiben.

Die Gestaltung von Geräteschnittstellen wirkt sich auf Leistung, Stabilität und Sicherheit eines Systems aus. Sie soll konsistente Abstraktionen bieten, Kompatibilität über Kernelversionen hinweg fördern und Missbrauch durch Sicherheitsisolierung verhindern. Änderungen an Interfaces müssen sorgfältig koordiniert werden, um Treiber- und Systemkompatibilität zu erhalten.