| | | | | | | [文章信息] | | | 作者: | 鲁锋 | | 时间: | 2004-11-10 | | 出处: | 天极网 | | 责任编辑: | 方舟 | |
| [文章导读] | | | 本文详细地介绍如何Linux系统的硬件驱动程序的编写原理，指出哪些内核例程将会被调用、如何初始化驱动程序及如何分配内存等等 | |
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Linux的用户进程不能直接访问系统物理内存。每个用户进程都有自己的内存空间（用户虚拟地址空间，开始于虚拟0地址）。同样内核也具有自己特定的内存空间--系统虚拟地址空间。每当用户使用系统调用read()或write()时，设备驱动程序就在内核地址空间和用户程序地址空间之间拷贝数据。许多Linux例程，比如memcpy_*fs() 和 put_fs*()可以使设备驱动程序穿越"用户－系统"边界来传输数据。而且数据可以是字节、字或任意长度的数据块。例如，memcpy_fromfs()可以从用户内存空间传输任意长度的数据块到设备，而get_fs_byte()则只从用户内存空间传输一个字节；相同的memcpy_tofs()和 put_fs_byte()也是如此，只不过它们是写数据到用户内存空间。
然而，在内核可访问内存空间和设备本身之间传输数据则要视不同的计算机而定。一些计算机需要使用一些特殊CPU输入输出指令来完成这项工作，这通常被称为DMA（直接内存访问）。而另一种方案则是使用内存映射I/O来解决，通常使用系统提供的I/O函数，比如inb()和outb()来分别地从I/O地址（即端口）读取和向I/O地址输出一单字节，可以使用以下的语句：
unsigned char inb(int port)
outb(char data, int port)
好，下面就可以来看看字符设备驱动程序的基本结构。如图6所示xxx_write()例程轮询设备是否已经准备好接收数据，如果准备好了，则将指定长度的字符串从用户内存空间发送到字符设备。另外还可以使用中断来通知设备是否准备好，这样就不需要程序为了轮询而等待，从而提高CPU的利用率。xxx_table[]是一个结构的数组，它包含很多成员变量，包括xxx_wait_queue和bytes_xfered（两者都被用于读写操作）。xxx_open()使用request_irq()或irqaction()来调用xxx_interrupt()例程。
为了使设备驱动程序被正确地初始化，每当系统启动时，xxx_init() 例程必须被调用。为了确保这一操作，需要将语句mem_start = xxx_init(mem_start); 加到/usr/src/linux/driver/char/mem.c文件的chr_drv_init()函数末。接下来的工作就是将驱动设备安装到内核中去了（注意：字符设备驱动程序只能被安装在/usr/src/linux/drivers/char/char.a库文件中）。
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