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详解如何为Linux系统编写设备驱动程序

2013-3-5不详佚名

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  有两个重要的kernel函数可以保证驱动程序做到这一点。

  1)check_region(int io_port, int off_set)

  这个函数察看系统的I/O表,看是否有别的驱动程序占用某一段I/O口。

  参数1:io端口的基地址,

  参数2:io端口占用的范围。

  返回值:0 没有占用, 非0,已经被占用。

  2)request_region(int io_port, int off_set,char *devname)

  如果这段I/O端口没有被占用,在我们的驱动程序中就可以使用它。在使用之前,必须向系统登记,以防止被其他程序占用。登记后,在/proc/ioports文件中可以看到你登记的io口。

  参数1:io端口的基地址。

  参数2:io端口占用的范围。

  参数3:使用这段io地址的设备名。

  在对I/O口登记后,就可以放心地用inb(), outb()之类的函来访问了。

  在一些pci设备中,I/O端口被映射到一段内存中去,要访问这些端口就相当于访问一段内存。经常性的,我们要获得一块内存的物理地址。在dos环境下,(之所以不说是dos操作系统是因为我认为DOS根本就不是一个操作系统,它实在是太简单,太不安全了)只要用段:偏移就可以了。在window95中,95ddk提供了一个vmm 调用 _MapLinearToPhys,用以把线性地址转化为物理地址。但在Linux中是怎样做的呢?

  2、内存操作

  在设备驱动程序中动态开辟内存,不是用malloc,而是kmalloc,或者用get_free_pages直接申请页。释放内存用的是kfree,或free_pages. 请注意,kmalloc等函数返回的是物理地址!而malloc等返回的是线性地址!关于kmalloc返回的是物理地址这一点本人有点不太明白:既然从线性地址到物理地址的转换是由386CPU硬件完成的,那样汇编指令的操作数应该是线性地址,驱动程序同样也不能直接使用物理地址而是线性地址。但是事实上kmalloc返回的确实是物理地址,而且也可以直接通过它访问实际的RAM,我想这样可以由两种解释,一种是在核心态禁止分页,但是这好像不太现实;另一种是linux的页目录和页表项设计得正好使得物理地址等同于线性地址。我的想法不知对不对,还请高手指教。

  言归正传,要注意kmalloc最大只能开辟128k-16,16个字节是被页描述符结构占用了。kmalloc用法参见khg.

  内存映射的I/O口,寄存器或者是硬件设备的RAM(如显存)一般占用F0000000以上的地址空间。在驱动程序中不能直接访问,要通过kernel函数vremap获得重新映射以后的地址。

  另外,很多硬件需要一块比较大的连续内存用作DMA传送。这块内存需要一直驻留在内存,不能被交换到文件中去。但是kmalloc最多只能开辟128k的内存。

  这可以通过牺牲一些系统内存的方法来解决。

  具体做法是:比如说你的机器由32M的内存,在lilo.conf的启动参数中加上mem=30M,这样linux就认为你的机器只有30M的内存,剩下的2M内存在vremap之后就可以为DMA所用了。

  请记住,用vremap映射后的内存,不用时应用unremap释放,否则会浪费页表。

  3、中断处理

  同处理I/O端口一样,要使用一个中断,必须先向系统登记。

  int request_irq(unsigned int irq ,

  void(*handle)(int,void *,struct pt_regs *),

  unsigned int long flags,

  const char *device);

  irq: 是要申请的中断。

  handle:中断处理函数指针。

  flags:SA_INTERRUPT 请求一个快速中断,0 正常中断。


本文来源:不详 作者:佚名

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