基于嵌入式Linux系統(tǒng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)
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當(dāng)linux初始化時(shí)將調(diào)用初始化函數(shù)int device_init( )，該函數(shù)包括以下內(nèi)容：
注冊(cè)所用設(shè)備。linux用設(shè)備號(hào)來標(biāo)識(shí)字符設(shè)備和塊設(shè)備。設(shè)備號(hào)分為主設(shè)備號(hào)和從設(shè)備號(hào)，最終形成設(shè)備接點(diǎn)。設(shè)備節(jié)點(diǎn)在訪問字符設(shè)備和塊設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)將使用。通常主設(shè)備號(hào)標(biāo)識(shí)設(shè)備對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，大多數(shù)設(shè)備是“一個(gè)主設(shè)備號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序”，如：虛擬控制臺(tái)和串口終端由驅(qū)動(dòng)程序4管理。次設(shè)備號(hào)由內(nèi)核使用，用于確定設(shè)備文件所指的設(shè)備。字符設(shè)備和塊設(shè)備注冊(cè)時(shí)必須先定義好設(shè)備號(hào)。
字符設(shè)備注冊(cè)函數(shù)如下：
int register_chrdev(unsigned int major ,const char *name, struct file_oprations *fops);
其中 major是主設(shè)備號(hào)。
由于對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的訪問不需要設(shè)備節(jié)點(diǎn)，它的注冊(cè)函數(shù)如下：
int register_netdev(struct net_device *dev)
注冊(cè)設(shè)備所用的中斷。中斷在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中有重要的地位,操作系統(tǒng)必須提供程序響應(yīng)中斷的能力。一般是把一個(gè)中斷處理程序注冊(cè)到系統(tǒng)中去。操作系統(tǒng)在硬件中斷發(fā)生后調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的處理程序。
注冊(cè)中斷所用的函數(shù)如下：
int request_irq (unsigned irq,void(*handler)(int,void*,struct pt_regs*),unsigned long flags,const char*device,void* dev_id);
其中，irq是中斷向量;handler是中斷處理函數(shù)；flags是中斷處理中的掩碼；devices是設(shè)備名；dev_id是在中斷共享使用的id。
當(dāng)linux不使用該設(shè)備時(shí),就要調(diào)用清除函數(shù)void_devicie_exit ( ),它同初始化函數(shù)相對(duì)應(yīng)的，主要是：
注銷設(shè)備,字符設(shè)備注銷函數(shù)如下：
int unregister_chrdev(unsigned int major ,const char *name, struct file_oprations *fops)；
注銷中斷,注銷中斷所用的函數(shù)如下：
int free_irq (unsigned irq，void(*handler)(int，void*，struct pt_regs*)，unsigned long flags，const char*device，void* dev_id);
釋放資源,模塊初始化和清除函數(shù)采用module_init(device_init)，module_exit(device_exit) 形式
編寫服務(wù)子程序
服務(wù)于I/O請(qǐng)求的子程序，又稱為驅(qū)動(dòng)程序的上半部分。調(diào)用這部分是由于系統(tǒng)調(diào)用的結(jié)果。這部分程序在執(zhí)行的時(shí)候．系統(tǒng)仍認(rèn)為是和進(jìn)行調(diào)用的進(jìn)程屬于同一個(gè)進(jìn)程． 只是用戶態(tài)變成了核心態(tài)，具有進(jìn)行此系統(tǒng)調(diào)用的用戶程序的運(yùn)行環(huán)境．因此可以在其中調(diào)用sleep等與進(jìn)程運(yùn)行環(huán)境有關(guān)的函數(shù)。
中斷服務(wù)子程序，又稱為驅(qū)動(dòng)程序的下半部分。在Linux系統(tǒng)中．并不是直接從中斷向量表中調(diào)用設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的中斷服務(wù)子程序，而是由Linux系統(tǒng)來接收硬件中斷，再由系統(tǒng)調(diào)用中斷服務(wù)子程序。中斷可以產(chǎn)生在任何一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行的時(shí)候，因此在中斷服務(wù)程序被調(diào)用的時(shí)候．不能依賴于仟何進(jìn)程的狀態(tài)，也就不能調(diào)用任何與進(jìn)程運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的函數(shù)。因?yàn)樵O(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一般支持同一類型的若干設(shè)備，所以一般在系統(tǒng)調(diào)用中斷服務(wù)程序的時(shí)候，都帶有一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，以唯一標(biāo)識(shí)請(qǐng)求服務(wù)的設(shè)備。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的使用
直接將驅(qū)動(dòng)程序編譯進(jìn)linux內(nèi)核
將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序復(fù)制到 linux/drivers相關(guān)的子目錄下,比如字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 就放在linux/drivers/char下。
修改linux/drivers相關(guān)的子目錄的Makefile,
如obj-$(config_dev_driver) +=dev_driver.o,這樣在編譯內(nèi)核時(shí)將會(huì)編譯dev_driver.c，生成 dev_driver.o.
對(duì)內(nèi)核進(jìn)行重新編譯時(shí)，進(jìn)行相關(guān)的配置，比如要使用AT91RM9200的UART，就要如下配置:
Character devices -> Serial drivers ->AT91RM9200 serial port support
將驅(qū)動(dòng)程序編譯成驅(qū)動(dòng)模塊
在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中要有兩個(gè)重要函數(shù)：
module_init(dev_init)，module_exit(dev_exit)
利用相應(yīng)的交叉編譯器以及編譯命令將驅(qū)動(dòng)程序dev_driver.c編譯成dev_driver.o 這樣的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)模塊。利用insmod命令給系統(tǒng)安裝驅(qū)動(dòng)模塊，如果在/dev目錄下沒有相應(yīng)的設(shè)備文件，就可以使用mknod創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備文件。利用 rmmod命令卸載驅(qū)動(dòng)模塊，設(shè)備文件的刪除可以用rm命令。
結(jié)語
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)是在Linux環(huán)境中最復(fù)雜的編程任務(wù)之一 。它需要和硬件打交道，容易引起系統(tǒng)崩潰，而且很難調(diào)試。掌握設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)技術(shù)，將使得開發(fā)嵌入式Linux的系統(tǒng)更為迅速和有效。
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