| 以文本方式查看主題 - 曙海教育集團論壇 (http://www.martymets.com/bbs/index.asp) -- Linux驅動開發(fā) (http://www.martymets.com/bbs/list.asp?boardid=33) ---- Linux驅動程序開發(fā)_例解 (http://www.martymets.com/bbs/dispbbs.asp?boardid=33&id=1717) |
| -- 作者：wangxinxin -- 發(fā)布時間：2010-11-24 10:00:55 -- Linux驅動程序開發(fā)_例解 一．基本知識 1． 驅動分類 字符設備character device：采用字符流方式訪問的設備，如字符終端，串口，一般順序訪問，但也可以前后移動訪問指針，如幀捕捉卡 塊設備Block device：采用數(shù)據(jù)塊方式訪問的設備，如磁盤等，可以隨意移動訪問。和字符設備的差異在于內核內部管理數(shù)據(jù)的方式，如采用緩存機制等。并必須支持 mount文件系統(tǒng)。 上兩者通過mknod來創(chuàng)建設備并使用 網(wǎng)絡接口 network interface：數(shù)據(jù)包傳輸方式訪問的設備，和上兩者不同。通過ifconfig來創(chuàng)建和配置設備。網(wǎng)絡驅動同塊驅動最大的不同在于網(wǎng)絡驅動異步接受外界數(shù)據(jù)，而塊驅動只對內核的請求作出響應。 其他other：總線類，如USB, PCI, SCSI等，/proc接口等，一般同其他驅動聯(lián)合使用 2． 模塊 Linux下驅動以模塊的方式展現(xiàn)，可以單獨作為模塊在運行時同內核連接，也可以直接連接進內核。模塊同內核版本密切相關。通過模塊計數(shù)來維持生命周期，確定是否可卸載。/proc/modules保存了當前連接入內核的模塊信息。 模塊和應用程序的差異： 模塊運行在內核空間，應用程序在用戶空間 模塊只能使用內核導出的函數(shù)，不能使用其他函數(shù)庫，包括glibc庫。 模塊必須考慮到并發(fā)，所以代碼都必須是可重入的。 3． 資源 模塊需要申請資源（I/O端口，I/O內存，DMA通道，中斷等） /proc下的ioports，iomem，dma，interrupts列出了已注冊的資源 4． 設備 設備一般是采用設備文件方式，處于/dev下，但也并非一定需要，如網(wǎng)卡就沒有。每個設備有設備名稱，主設備號和次設備號。主設備號標識設備對應的驅動程序，驅動程序需要向系統(tǒng)注冊一個主設備號。次設備號區(qū)分具體設備，由驅動程序管理。 5． 中斷處理 驅動通過request_irq和free_irq來申請和釋放中斷號。 調用request_irq的正確位置應該是在設備第一次打開，硬件被告知產生中斷之前；調用free_irq的正確位置應該是在最后一次關閉設備，硬件被告知不要再中斷處理之后。這種方式需要為每個設備保存一個打開計數(shù)。 中斷處理函數(shù)的限制 （1） 在中斷發(fā)生時運行，不能向用戶空間發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，因為它不是在任何進程上下文執(zhí)行的 （2） 不能做任何可能發(fā)生睡眠的操作，如sleep_on，使用不帶GFP_ATOMIC標志的分配內存操作，或鎖定一個信號量等 （3） 不能調用schedule函數(shù) 技巧： 執(zhí)行時間盡量短，長時間計算采用tasklet或任務隊列方式。一般采用Top half和Bottom half方式。Top half是實際中斷處理例程，盡量短。Bottom half是一個被Top half調度，并在稍后更安全時執(zhí)行的例程，一般用tasklet方式 典型情況為：頂半部程序保存設備數(shù)據(jù)到一個設備特定緩存區(qū)并調度它的底半部，并且退出。底半部執(zhí)行其他必要工作，如喚醒進程，啟動其他I/O操作等，此時所有的中斷都處于啟用狀態(tài)。但底半部程序也受同樣中斷處理函數(shù)的限制 具體中斷個數(shù)以及中斷號分配等，和具體CPU相關，要參見CPU說明。每個中斷都會有中斷掩碼位（該中斷是否有效，enable_irq/disable_irq就修改該位），中斷懸掛位（該中斷是否生成），中斷優(yōu)先級（該中斷的優(yōu)先級） 二．模塊函數(shù) Init_module：初始化函數(shù)，注冊模塊，連接到內核時被調用 Clean_module：卸載函數(shù)，Init_module的逆操作，撤消所有注冊，從內核中移出時調用 （常用方式是自定義初始化/卸載函數(shù)，使用module_init(my_init)，module_exit(my_cleanup)來聲明，使得直接連接進內核的驅動更容易編寫，因為內核中每個驅動的初始化/卸載函數(shù)為不同名字） 驅動可以提供的其他函數(shù)，通過file_operations結構，常用的有 open打開設備，應該是對設備的第一個操作函數(shù)。如為NULL，則所有調用都成功 release關閉設備，在文件結構被釋放。只有當設備文件的所有拷貝都被釋放時，才進行release調用，而不是每次應用調close時都執(zhí)行。同open一樣，也可以為NULL read 用來從設備接受數(shù)據(jù)。 write用來往設備發(fā)數(shù)據(jù) ioctl是用來給設備發(fā)送命令的接口函數(shù) mmap用來請求將設備內存映射到進程空間 poll是兩個系統(tǒng)調用poll和select的背后支撐。如果驅動未ㄒ�，则假蓷n璞訃瓤啥劣摯尚礎?/P> 三．建議的一些技巧 1．在線參考Linux內核源碼，通過“The Linux Cross-Reference project ”站點，如http://www.iglu.org.il/lxr/blurb.html，http://lxr.linux.no/，很方便查找各個Identifie 2．就是根據(jù)具體硬件功能，參考相類似的驅動，進行修改。Linux下開發(fā)的好處就在于源碼共享，各種硬件基本上都能找到類似功能的驅動源碼，在Linux提供的較可靠的驅動上進行修改，有利于提高開發(fā)效率和驅動的可靠性。首先采用模塊方式進行調試，在調試好后根據(jù)具體情況考慮是否直接連接到內核中。 3．其他技巧包括： 多用printk打印調試信息，內核調試需要掌握日志調試技術 掌握內核定時器和tasklet，這兩個也是驅動中常用的 自旋鎖的使用，規(guī)范的驅動都使用自旋鎖，即使在單處理器情況下仍考慮到并發(fā)處理，并要注意如在中斷處理函數(shù)中使用spin_lock和spin_unlock，此時在非中斷函數(shù)中必須使用spin_lock_irqsave或spin_lock_irq等禁用中斷的版本，以防死鎖 4．手中一本驅動開發(fā)必備之Linux Device Drivers 2nd的中文版或英文版 |