采用Linux/Qtopia的車載溫度網絡采集

3 驅動實現

　　本節將實現一線制溫度傳感器網絡的驅動模塊。驅動從總體上看分為兩部分：驅動與內核接口層、硬件設備接口層。

3.1 驅動與內核接口層

　　驅動與內核接口層主要完成驅動模塊在Linux內核的注冊加載、卸載清除工作。這部分工作分別由初始化和退出函數完成。

　?、?初始化函數完成驅動模塊加載：

static int __init DS18B20_init(void){
　　……
　　register_chrdev(DS18B20_MAJOR,DEVICE_NAME, DS18B20_fops);//完成設備注冊
　　#ifdefCONFIG_DEVFS_FS//創建設備文件系統
　　　　devfs_mk_cdev(MKDEV(DS18B20_MAJOR,0),S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP,DEVICE_NAME);
　　#endif
　　……
}

　?、?退出函數完成驅動模塊卸載：

static void __exit DS18B20_exit(void) {
　　#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
　　　　devfs_remove(DEVICE_NAME);//移除設備文件
　　#endif
　　unregister_chrdev(DS18B20_MAJOR,DEVICE_NAME); //完成設備注銷
　　……
}

3.2 硬件設備接口層

　　硬件設備接口層用來描述驅動程序與設備的交互。這些工作通過虛擬文件系統與設備驅動程序的接口實現。這個接口由file_operation結構定義，其結構如下：

static struct file_operations DS18B20_fops ={
　　.owner=THIS_MODULE, //指向擁有該結構的模塊，內核使用該結構維護模塊使用計數
　　.open=DS18B20_open, //打開設備函數
　　.read=DS18B20_read, //讀接口函數
　　.write=DS18B20_write,//寫接口函數
　　.fasync=DS18B20_fasync, //異步通知函數
　　.poll=DS18B20_poll,//poll函數
　　.release=DS18B20_release, //釋放設備函數
};

3.2.1 打開設備函數

　　打開設備函數主要完成設備的初始化。

DS18B20_open(struct inode *inode,struct file *filp) {
　　Initial_Timer( );//初始化定時器，使內核模塊按一定周期讀溫度
　　Initial_Device_DS18B20();//初始化硬件
　　readtemperature();//開始讀取……
}
void readtemperature(void) {
　　……Temperature=DS18B20read();//讀取2個8位數據，此函數完成的硬件操作時序，由當前讀通道號變量指定當前通道
　　DS_SLOT_NO();//將本次讀通道號放入緩沖區
　　DS18B20Event();//數據放入緩沖區，喚醒等待隊列并啟動異步通知
　　if(ReleaseFlag)
　　CycleTimer_Delay_Soft(hdelay);//如果沒有讀停止信號，通過內核定時器延時，進行下一次讀，在中斷服務程序中再次啟動讀
　　……
}

　　在使用內核定時器之前需定義一個定時器結構體 static struct timer_list CycleTimer。下面是定時器的具體操作：

static void Initial_Timer(void) {
　　init_timer(CycleTimer); );//初始化定時器結構
　　CycleTimer.function=DS18B20_timer; //掛接定時中斷服務程序
}

3.2.2 讀接口函數

　　用戶程序執行讀操作的時候可能沒有可以讀取的數據，此時需要讓read操作等待直到有數據可以讀取。在此采用等待隊列使進程在無數據讀取時進入等待，數據到達時喚醒。等待隊列設置成一個循環緩沖區，每放入一個新數據作為緩沖區的頭，存放時間最久還未被取走的數據為緩沖區的尾。

DS18B20_read( ) {
　　DECLARE_WAITQUEUE(wait,current);//聲明等待隊列……
Next_try:
　　if(DS18B20dev.head != DS18B20dev.tail) {//等待隊列不為空，即有數據
　　DS18B20_ret=Read_Buffer_DS18B20(); //取走緩沖區的尾
　　copy_to_user( ); //讀取的數據送到用戶空間
}
　　else { ……//等待隊列為空，即沒有數據
　　add_wait_queue(queue,wait);
　　current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;//添加等待隊列，聲明狀態為任務可中斷
　　while((DS18B20dev.head==DS18B20dev.tail)!signal_pending(current) {//進入等待
　　schedule();
　　current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;
　　　　}//如果緩沖區為空,Linux內核調度,等待通知
　　current>state = TASK_RUNNING;//得到有數據的通知，聲明任務狀態為運行
　　remove_wait_queue(queue,wait);//刪除等待隊列
　　goto Next_try;//返回到讀取數據
　　}
}