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linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)：從入門到精通
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隨著Linux操作系統(tǒng)的普及，Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)一直是Linux世界中的一個(gè)重要話題。開發(fā)和維護(hù)Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序既可以進(jìn)一步體現(xiàn)其強(qiáng)大的威力，又有助于把Linux的功能擴(kuò)展到任何硬件設(shè)備上去。
Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)基本上可以分為三個(gè)部分：封裝，架構(gòu)和硬件編程。
1.封裝
Linux中的內(nèi)核以及用戶空間的代碼都是建立在POSIX的標(biāo)準(zhǔn)之上的，因此要高效地封裝一類設(shè)備，我們必須首先了解這個(gè)設(shè)備的接口用法?？紤]它所支持的功能和操作協(xié)議，并制定相應(yīng)抽象層次，再依據(jù)此來構(gòu)建設(shè)備封裝架構(gòu)。
示例代碼：
//設(shè)備驅(qū)動(dòng)封裝
static const struct file_operations fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = device_open,
.read = device_read,
.write = device_write,
.release = device_release,
.ioctl = device_ioctl,
};
2.架構(gòu)
架構(gòu)是實(shí)現(xiàn)Linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，涉及內(nèi)核控制精細(xì)細(xì)節(jié)，通常需要將設(shè)備句柄和其他控制參數(shù)用鏈表形式進(jìn)行統(tǒng)一管理。在此環(huán)節(jié)中，開發(fā)者要讓內(nèi)核能夠?qū)Σ煌愋偷脑O(shè)備進(jìn)行合理的初始化和清理操作，比如加載和釋放中斷函數(shù)、注冊(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)實(shí)例、設(shè)置設(shè)備節(jié)點(diǎn)、添加特權(quán)方式、釋放資源等。
示例代碼：
//定義設(shè)備模型
static const struct of_device_id device_of_match[] = {
{ .compatible = “xxx,xxx-xxx”, },
{ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, device_of_match);
//定義驅(qū)動(dòng)模型
static struct platform_driver device_driver = {
.probe = xxx_driver_probe,
.remove = xxx_driver_remove,
.driver = {
.name = “xxx”,
.owner = THIS_MODULE,
.of_match_table = xxx_of_match,
},
};
3.硬件編程
硬件編程中包含兩個(gè)方面：設(shè)備控制器的初始化和控制的底層實(shí)現(xiàn)。通常地，初始化需要處理IO端口訪問、內(nèi)存映射和中斷登記等行為，從而在特定設(shè)備和硬件抽象層之間建立起一座橋梁。而底層控制的實(shí)現(xiàn)只是一種實(shí)現(xiàn)，細(xì)節(jié)上可以任何程度的自定義，因此開發(fā)者必須熟悉硬件的細(xì)節(jié)，也要有良好的軟件設(shè)計(jì)和編程習(xí)慣，以實(shí)現(xiàn)最佳性能。
示例代碼：
//獲取狀態(tài)
status = inb(dev->pci_addr + OFFSET_XXX);
if (status & XXX_XXX) {
…
} else {
…
}
總的來說，Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，從入門到精通，需要具有從理論到實(shí)際編碼的技術(shù)能力。但是，這也是一種強(qiáng)有力的技術(shù)，可以幫助你更深入地理解Linux系統(tǒng)，極大地拓展Linux操作系統(tǒng)的功能。
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