基于嵌入式Linux系統設備驅動程序的開發
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當linux初始化時將調用初始化函數int device_init( )，該函數包括以下內容：
注冊所用設備。linux用設備號來標識字符設備和塊設備。設備號分為主設備號和從設備號，最終形成設備接點。設備節點在訪問字符設備和塊設備的設備驅動程序時將使用。通常主設備號標識設備對應的驅動程序，大多數設備是“一個主設備號對應一個驅動程序”，如：虛擬控制臺和串口終端由驅動程序4管理。次設備號由內核使用，用于確定設備文件所指的設備。字符設備和塊設備注冊時必須先定義好設備號。
字符設備注冊函數如下：
int register_chrdev(unsigned int major ,const char *name, struct file_oprations *fops);
其中 major是主設備號。
由于對網絡設備驅動程序的訪問不需要設備節點，它的注冊函數如下：
int register_netdev(struct net_device *dev)
注冊設備所用的中斷。中斷在現代計算機結構中有重要的地位,操作系統必須提供程序響應中斷的能力。一般是把一個中斷處理程序注冊到系統中去。操作系統在硬件中斷發生后調用驅動程序的處理程序。
注冊中斷所用的函數如下：
int request_irq (unsigned irq,void(*handler)(int,void*,struct pt_regs*),unsigned long flags,const char*device,void* dev_id);
其中，irq是中斷向量;handler是中斷處理函數；flags是中斷處理中的掩碼；devices是設備名；dev_id是在中斷共享使用的id。
當linux不使用該設備時,就要調用清除函數void_devicie_exit ( ),它同初始化函數相對應的，主要是：
注銷設備,字符設備注銷函數如下：
int unregister_chrdev(unsigned int major ,const char *name, struct file_oprations *fops)；
注銷中斷,注銷中斷所用的函數如下：
int free_irq (unsigned irq，void(*handler)(int，void*，struct pt_regs*)，unsigned long flags，const char*device，void* dev_id);
釋放資源,模塊初始化和清除函數采用module_init(device_init)，module_exit(device_exit) 形式
編寫服務子程序
服務于I/O請求的子程序，又稱為驅動程序的上半部分。調用這部分是由于系統調用的結果。這部分程序在執行的時候．系統仍認為是和進行調用的進程屬于同一個進程． 只是用戶態變成了核心態，具有進行此系統調用的用戶程序的運行環境．因此可以在其中調用sleep等與進程運行環境有關的函數。
中斷服務子程序，又稱為驅動程序的下半部分。在Linux系統中．并不是直接從中斷向量表中調用設備驅動程序的中斷服務子程序，而是由Linux系統來接收硬件中斷，再由系統調用中斷服務子程序。中斷可以產生在任何一個進程運行的時候，因此在中斷服務程序被調用的時候．不能依賴于仟何進程的狀態，也就不能調用任何與進程運行環境相關的函數。因為設備驅動程序一般支持同一類型的若干設備，所以一般在系統調用中斷服務程序的時候，都帶有一個或多個參數，以唯一標識請求服務的設備。
設備驅動程序的使用
直接將驅動程序編譯進linux內核
將設備驅動程序復制到 linux/drivers相關的子目錄下,比如字符設備驅動程序 就放在linux/drivers/char下。
修改linux/drivers相關的子目錄的Makefile,
如obj-$(config_dev_driver) +=dev_driver.o,這樣在編譯內核時將會編譯dev_driver.c，生成 dev_driver.o.
對內核進行重新編譯時，進行相關的配置，比如要使用AT91RM9200的UART，就要如下配置:
Character devices -> Serial drivers ->AT91RM9200 serial port support
將驅動程序編譯成驅動模塊
在設備驅動程序中要有兩個重要函數：
module_init(dev_init)，module_exit(dev_exit)
利用相應的交叉編譯器以及編譯命令將驅動程序dev_driver.c編譯成dev_driver.o 這樣的動態驅動模塊。利用insmod命令給系統安裝驅動模塊，如果在/dev目錄下沒有相應的設備文件，就可以使用mknod創建一個設備文件。利用 rmmod命令卸載驅動模塊，設備文件的刪除可以用rm命令。
結語
設備驅動程序的開發是在Linux環境中最復雜的編程任務之一 。它需要和硬件打交道，容易引起系統崩潰，而且很難調試。掌握設備驅動程序的開發技術，將使得開發嵌入式Linux的系統更為迅速和有效。
參考文獻：
1. AlessandroRubmi，JonathanCorbet．Linux設備驅動程序，第3版，中國電力出版社，2006.2
2. 毛德操、胡希明，Linux內核源代碼情景分析，浙江大學出版社，2001
3. 周立功、陳明記、陳渝，ARM嵌入式linux系統構建與驅動開發，北京航空航天大學出版社，2006年1月第1版
4. 李祥兵、鄭扣根，Linux中I2C總線驅動程序的開發，計算機工程與設計，2005;26(1)
5. 鄭偉、王欽若，Linux內核空間設備驅動程序的開發，微計算機信息，2003;19(12)
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