【轉】使用者空間編寫驅動程式

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裝置驅動程式大概可分為兩種： 核心驅動程式及使用者空間驅動程式。

 

l  核心驅動程式

是核心空間實現的驅動程式，它使用核心資源，核心棧。它包括可載入的核心驅動模組。在這裡我想主要說說使用者空間驅動程式的編寫。

 

l  使用者空間驅動程式

就是指在使用者空間實現的驅動程式。可以認為，它跟普通的使用者程式沒有什麼兩樣，它使用使用者進程空間和棧。這裡說下，我不是討論接到串口，並口上什麼裝置！

大家不要以為在使用者空間寫驅動程式“不過癮！”。其實，作為裝置驅動程式，其主要做的事就是配置裝置寄存器（一家之言）。所以也不用把驅動程式看得那麼“神秘”。當然，有些裝置是不合適在使用者空間實現驅動的。個人認為，使用中斷的裝置不宜在使用者空間驅動，除此外，都有辦法在使用者空間來驅動。

在使用者空間實現驅動的一個好處就是，方便用GDB調試。

 

怎麼寫？

 

上面說到，驅動程式主要做的事情就是配置裝置寄存器。那麼，只要在使用者空間，我能獲得到寄存器地址（或是映像地址）那就可以驅動這個裝置了。

以PCI裝置為例，假設你的PCI裝置主晶片的配置寄存器在PCI配置頭的0x14位置：

首先：通過/proc檔案系統的pci檔案，及/proc/bus/pci目錄下的檔案，可以擷取到你的裝置PCI配置頭的資訊，當然，也可以讀出0x14位移的值。假設其值為0xE0080000;這個就是你的PCI裝置主晶片的配置寄存器的物理地址。在有MMU的處理器裡，直接使用這個地址是不允許的。我們都知道，在使用者進程空間定址一個物理地址，首先要把這個物理地址映射到進程空間內。

 

怎麼映射呢？

我們知道，在Linux的/dev目錄下，有一個mem的裝置。我們簡單認為它就是管理0x00000000-0xFFFFFFFF(32位處理器）物理地址的一個裝置（不單指實體記憶體，它的空間也含蓋了PCI地址空間）。將PCI配置寄存器空間映射到進程空間的邏輯如下：

 

fd = open("/dev/mem",O_RDWR);

reg_addr = mmap（NULL,0x100,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0xE0080000);

之後，你就可以使用reg_addr這個地址，在0x100大小空間範圍內配置你的PCI裝置了。

 

就這麼完了嗎？

 

在使用者空間實現的驅動程式，不用為裝置建立裝置檔案。當然，在多個進程使用時，要使用IPC機制來實現裝置臨界區的保護等。如果你真的感覺寫使用者空間的裝置驅動程式“沒什麼水平”，那你可以用它來調試好你的裝置（也是就知道怎麼設定寄存器）後，再花一點時間把它移到核心去，加上檔案系統介面，使用核心同步機制進行同步，再實現初始化函數，就可以變成核心驅動了。

 

這樣，你該滿意了吧！

 

本文來自：我愛研髮網(52RD.com) - R&D大本營

詳細出處：http://www.52rd.com/blog/Detail_RD.Blog_sbz_4327.html?WebShieldDRSessionVerify=boUBUf4rnKmnroDrFvFR

 

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