| 以文本方式查看主题 - 曙海教育集团论坛 (http://sun4.cn/bbs/index.asp) -- Linux驱动开发 (http://sun4.cn/bbs/list.asp?boardid=33) ---- Linux驱动程序开发_例解 (http://sun4.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=33&id=1717) |
| -- 作者：wangxinxin -- 发布时间：2010-11-24 10:00:55 -- Linux驱动程序开发_例解 一．基本知识 1． 驱动分类 字符设备character device：采用字符流方式访问的设备，如字符终端，串口，一般顺序访问，但也可以前后移动访问指针，如帧捕捉卡 块设备Block device：采用数据块方式访问的设备，如磁盘等，可以随意移动访问。和字符设备的差异在于内核内部管理数据的方式，如采用缓存机制等。并必须支持 mount文件系统。 上两者通过mknod来创建设备并使用 网络接口 network interface：数据包传输方式访问的设备，和上两者不同。通过ifconfig来创建和配置设备。网络驱动同块驱动最大的不同在于网络驱动异步接受外界数据，而块驱动只对内核的请求作出响应。 其他other：总线类，如USB, PCI, SCSI等，/proc接口等，一般同其他驱动联合使用 2． 模块 Linux下驱动以模块的方式展现，可以单独作为模块在运行时同内核连接，也可以直接连接进内核。模块同内核版本密切相关。通过模块计数来维持生命周期，确定是否可卸载。/proc/modules保存了当前连接入内核的模块信息。 模块和应用程序的差异： 模块运行在内核空间，应用程序在用户空间 模块只能使用内核导出的函数，不能使用其他函数库，包括glibc库。 模块必须考虑到并发，所以代码都必须是可重入的。 3． 资源 模块需要申请资源（I/O端口，I/O内存，DMA通道，中断等） /proc下的ioports，iomem，dma，interrupts列出了已注册的资源 4． 设备 设备一般是采用设备文件方式，处于/dev下，但也并非一定需要，如网卡就没有。每个设备有设备名称，主设备号和次设备号。主设备号标识设备对应的驱动程序，驱动程序需要向系统注册一个主设备号。次设备号区分具体设备，由驱动程序管理。 5． 中断处理 驱动通过request_irq和free_irq来申请和释放中断号。 调用request_irq的正确位置应该是在设备第一次打开，硬件被告知产生中断之前；调用free_irq的正确位置应该是在最后一次关闭设备，硬件被告知不要再中断处理之后。这种方式需要为每个设备保存一个打开计数。 中断处理函数的限制 （1） 在中断发生时运行，不能向用户空间发送和接受数据，因为它不是在任何进程上下文执行的 （2） 不能做任何可能发生睡眠的操作，如sleep_on，使用不带GFP_ATOMIC标志的分配内存操作，或锁定一个信号量等 （3） 不能调用schedule函数 技巧： 执行时间尽量短，长时间计算采用tasklet或任务队列方式。一般采用Top half和Bottom half方式。Top half是实际中断处理例程，尽量短。Bottom half是一个被Top half调度，并在稍后更安全时执行的例程，一般用tasklet方式 典型情况为：顶半部程序保存设备数据到一个设备特定缓存区并调度它的底半部，并且退出。底半部执行其他必要工作，如唤醒进程，启动其他I/O操作等，此时所有的中断都处于启用状态。但底半部程序也受同样中断处理函数的限制 具体中断个数以及中断号分配等，和具体CPU相关，要参见CPU说明。每个中断都会有中断掩码位（该中断是否有效，enable_irq/disable_irq就修改该位），中断悬挂位（该中断是否生成），中断优先级（该中断的优先级） 二．模块函数 Init_module：初始化函数，注册模块，连接到内核时被调用 Clean_module：卸载函数，Init_module的逆操作，撤消所有注册，从内核中移出时调用 （常用方式是自定义初始化/卸载函数，使用module_init(my_init)，module_exit(my_cleanup)来声明，使得直接连接进内核的驱动更容易编写，因为内核中每个驱动的初始化/卸载函数为不同名字） 驱动可以提供的其他函数，通过file_operations结构，常用的有 open打开设备，应该是对设备的第一个操作函数。如为NULL，则所有调用都成功 release关闭设备，在文件结构被释放。只有当设备文件的所有拷贝都被释放时，才进行release调用，而不是每次应用调close时都执行。同open一样，也可以为NULL read 用来从设备接受数据。 write用来往设备发数据 ioctl是用来给设备发送命令的接口函数 mmap用来请求将设备内存映射到进程空间 poll是两个系统调用poll和select的背后支撑。如果驱动未ㄒ澹蚣偕枭璞讣瓤啥劣挚尚础?/P> 三．建议的一些技巧 1．在线参考Linux内核源码，通过“The Linux Cross-Reference project ”站点，如http://www.iglu.org.il/lxr/blurb.html，http://lxr.linux.no/，很方便查找各个Identifie 2．就是根据具体硬件功能，参考相类似的驱动，进行修改。Linux下开发的好处就在于源码共享，各种硬件基本上都能找到类似功能的驱动源码，在Linux提供的较可靠的驱动上进行修改，有利于提高开发效率和驱动的可靠性。首先采用模块方式进行调试，在调试好后根据具体情况考虑是否直接连接到内核中。 3．其他技巧包括： 多用printk打印调试信息，内核调试需要掌握日志调试技术 掌握内核定时器和tasklet，这两个也是驱动中常用的 自旋锁的使用，规范的驱动都使用自旋锁，即使在单处理器情况下仍考虑到并发处理，并要注意如在中断处理函数中使用spin_lock和spin_unlock，此时在非中断函数中必须使用spin_lock_irqsave或spin_lock_irq等禁用中断的版本，以防死锁 4．手中一本驱动开发必备之Linux Device Drivers 2nd的中文版或英文版 |