linux驱动开发前奏

浏览数：24 / 时间：2015年06月20日

1.驱动开发概述

驱动分类：

1.常规分类：字符设备，块设备，网络设备

字符设备：是一种按字节来访问的设备，字符驱动则负责驱动字符设备，这样的驱动通常实现open，close，read等系统调用，例如：串口，LED，按键

块设备：在大部分unix系统中，块设备定义为：以块（通常是512字节）为最小传输单位的设备，块设备不能按字节处理数据。

而linux则允许块设备传送任意数目的字节。因此，块和字符设备的区别仅仅是驱动的与内核的接口不同。常见的块设备包括硬盘，flash，SD卡等。

网络设备：网络设备可以是一个硬件设备，如网卡等；也可以是一个纯粹的软件设备，如回环接口lo，一个网络接口负责发送和接收数据报文。

2.总线分类法

USB设备，PCI设备，平台总线设备

2.硬件访问技术

硬件访问实质

驱动程序控制设备，主要是通过访问设备内的寄存器来达到控制目的，因此我们讨论如何访问硬件，就成了如何访问这些寄存器。

地址映射

在linux系统中，不论是内核程序还是应用程序，都智能使用虚拟地址，而芯片手册给出的寄存器地址或RAM地址等都是物理地址，无法直接使用，因此我们读写寄存器的第一步就是讲物理地址映射为虚拟地址。

1.动态映射

在驱动程序中采用ioremap函数将物理地址映射为虚拟地址

函数原型： void *ioremap(physaddr, size);

参数说明：physaddr：待映射的物理地址 size：映射的区域长度

返回值：映射后的虚拟地址

2.静态映射

所谓静态映射，是指linux系统根据用户事先指定的映射关系，在内核启动后，自动的将物理地址映射为虚拟地址。

问题1：如何事先指定映射关系？

在静态映射中，用户是通过map_desc结构来指明物理地址与虚拟地址的映射关系。

struct map_desc {
    unsigned long virtual; /* 映射后的虚拟地址 */
    unsigned long pfn;     /* 物理地址所在的页帧号 */
    unsigned long length;  /* 映射长度 */
    unsigned int type;     /* 映射的设备类型 */
};

pfn:利用_phys_to_pfn(物理地址)可以计算出物理地址所在的物理页帧号

问题2：内核启动时，在什么地方完成自动映射？

以s3c6410cpu为例：在arch/arm/mach-s3c64xx目录下有一个结构数组

static struct map_desc s3c_iodesc[] __initdata = { ... };

里面保存的全是这种映射关系，目录下还有个初始化函数如下：

void __init s3c64xx_init_io(struct map_desc *mach_desc, int size)
{
    unsigned long idcode;

    /* initialise the io descriptors we need for initialisation */
    iotable_init(s3c_iodesc, ARRAY_SIZE(s3c_iodesc));
    ...
}

内部调用iotable_init完成映射

寄存器读写

在完成地址映射后，就可以读写寄存器了，linux内核提供了一系列的函数用来读写寄存器。

unsigned ioread8(void *addr)
unsigned ioread16(void *addr)
unsigned ioread32(void *addr)
unsigned readb(address)
unsigned readw(address)
unsigned readw(address)
unsigned readl(address)

void iowrite8(u8 value, void *addr)
void iowrite16(u16 value, void *addr)
void iowrite32(u32 value, void *addr)
void writeb(unsigned value, address)
void writew(unsigned value, address)
void writel(unsigned value, address)

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