???嵌入式linux中文站向廣大嵌入式linux愛好者介紹Linux驅(qū)動程序框架。

?????? ?一、linux的設備驅(qū)動程序與外界的接口可以分為三個部分：

　　1．驅(qū)動程序與操作系統(tǒng)內(nèi)核的接口。通過file_operations(include/linux/fs.h)數(shù)據(jù)結構來完成的。

　　2．驅(qū)動程序與系統(tǒng)引導的接口。這部分利用驅(qū)動程序?qū)υO備進行初始化。

　　3．驅(qū)動程序與設備的接口。這部分描述了驅(qū)動程序如何與設備進行交互，與具體的設備密切相關。

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　　二、根據(jù)功能劃分，設備驅(qū)動程序的代碼有以下幾部分：

　　1．驅(qū)動程序的注冊和注銷。

　　2．設備的打開和釋放。

　　3．設備的讀寫操作。

　　4．設備的控制操作。

　　5．設備的中斷和輪詢處理。

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　　三、驅(qū)動程序的注冊和注銷：

　　設備驅(qū)動程序可以在系統(tǒng)啟動的時候初始化，也可以在需要的時候動態(tài)加載。字符設備的初始化由chr_dev_init()完成，包括對內(nèi)存（devfs_register_chrdev(MEM_MAJOR,"mem",&memory_fops)），終端（tty_init()），打印機（lp_init()），鼠標（misc_init()）等字符設備的初始化。

　　塊設備初始化由blk_dev_init()完成，這包括對IDE硬盤（ide_init()），軟盤（floppy_init()），光驅(qū)等塊設備的初始化。

　　每個字符設備或是塊設備的初始化都是通過devfs_register_chrdev()或是devfs_register_blkdev()向內(nèi)核注冊。在關閉字符設備或是塊設備時，還需要通過devfs_unregister_chrdev()或是devfs_unregister_blkdev()從內(nèi)核中注銷設備。

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　　四、設備的打開和釋放：

　　打開設備是由open()來完成的。例如，打印機是用lp_open()打開的，而硬盤是用hd_open()打開的。在大部分設備驅(qū)動程序中，open完成如下工作：

　　1．增加設備的使用計數(shù)。

　　2．檢查設備的相關錯誤，如設備尚未準備好或是類似硬件的問題。

　　3．檢查是首次打開，則初始化設備。

　　4．識別次設備號，如有必要則更新f_op指針。

　　5．如果需要，分配且設置要放在filp->private_data里的數(shù)據(jù)結構。

　　釋放設備由release()來完成，例如釋放打印機是用lp_release()，而釋放終端設備是用tty_release()。釋放設備的一般步驟包括：

　　1．釋放在filp->private_data中的open分配的內(nèi)存。

　　2．如果是最后一次釋放，則關閉設備。

　　3．遞減設別的使用計數(shù)。

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　　五、設備的讀寫操作：

　　字符設備使用各自的read()和write()來進行數(shù)據(jù)讀寫。例如，對虛擬終端的讀寫是通過vcs_read()和vcs_write()來進行數(shù)據(jù)讀寫的。

　　塊設備使用通用的generic_file_read()和generic_file_write()來進行數(shù)據(jù)讀寫。這兩個通用函數(shù)向請求表添加讀寫請求，內(nèi)核可以通過ll_rw_block()優(yōu)化請求順序。由于是對內(nèi)存緩沖區(qū)而不是設備進行操作的，因而可以加快讀寫請求。如果內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)沒有要讀入的數(shù)據(jù)或是要將寫請求寫入設備，那么就要真正的執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。這是通過數(shù)據(jù)結構request_queue和request_fn()來完成(include/linux/blkdev.h）。

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　　六、設備的控制操作：

　　除了讀寫操作，有時還要控制設備。這可以通過設備驅(qū)動程序中的ioctl()來完成。例如IDE硬盤的控制可以通過hd_ioctl()，對光驅(qū)的控制可以通過cdrom_ioctl()。

　　與讀寫操作不同，ioctl()的用法與具體設備密切相關。以軟驅(qū)的floppy_ioctl()為例(drivers/block/floppy.c）：

　　static int fd_ioctl(struct inode *inode,

　　struct file *filp,

　　unsigned int cmd,

　　unsigned long param);

　　其中，cmd的取值及含義都是與軟驅(qū)有關的，比如，F(xiàn)DEJECT表示彈出軟盤。

　　除了ioctl()，設備驅(qū)動程序還可能有其他控制函數(shù)，比如llseek()等。

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　　七、設備的輪詢和中斷處理：

　　對于不支持中斷的設備，讀寫時需要輪詢設備狀態(tài)，以及是否需要繼續(xù)進行數(shù)據(jù)傳輸。例如，打印機。如果設備支持中斷，則可按照中斷方式進行。