嵌入式Linux設備驅動(dòng)開(kāi)發(fā)之：字符設備驅動(dòng)編程

（5）釋放設備。

釋放設備的函數接口是release()。要注意釋放設備和關(guān)閉設備是完全不同的。當一個(gè)進(jìn)程釋放設備時(shí)，其他進(jìn)程還能繼續使用該設備，只是該進(jìn)程暫時(shí)停止對該設備的使用；而當一個(gè)進(jìn)程關(guān)閉設備時(shí)，其他進(jìn)程必須重新打開(kāi)此設備才能使用它。

釋放設備時(shí)要完成的工作如下。

n 遞減計數器MOD_DEC_USE_COUNT（最新版本已經(jīng)不再使用）。

n 釋放打開(kāi)設備時(shí)系統所分配的內存空間（包括filp->private_data指向的內存空間）。

n 在最后一次釋放設備操作時(shí)關(guān)閉設備。

（6）讀寫(xiě)設備。

讀寫(xiě)設備的主要任務(wù)就是把內核空間的數據復制到用戶(hù)空間，或者從用戶(hù)空間復制到內核空間，也就是將內核空間緩沖區里的數據復制到用戶(hù)空間的緩沖區中或者相反。這里首先解釋一個(gè)read()和write()函數的入口函數，如表11.5所示。

表11.5 read、write函數接口語(yǔ)法要點(diǎn)

雖然這個(gè)過(guò)程看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但是內核空間地址和應用空間地址是有很大區別的，其中一個(gè)區別是用戶(hù)空間的內存是可以被換出的，因此可能會(huì )出現頁(yè)面失效等情況。所以不能使用諸如memcpy()之類(lèi)的函數來(lái)完成這樣的操作。在這里要使用copy_to_user()或copy_from_user()等函數，它們是用來(lái)實(shí)現用戶(hù)空間和內核空間的數據交換的。

copy_to_user()和copy_from_user()的格式如表11.6所示。

表11.6 copy_to_user()/copy_from_user()函數語(yǔ)法要點(diǎn)

要注意，這兩個(gè)函數不僅實(shí)現了用戶(hù)空間和內核空間的數據轉換，而且還會(huì )檢查用戶(hù)空間指針的有效性。如果指針無(wú)效，那么就不進(jìn)行復制。

（7）ioctl。

大部分設備除了讀寫(xiě)操作，還需要硬件配置和控制（例如，設置串口設備的波特率）等很多其他操作。在字符設備驅動(dòng)中ioctl函數接口給用戶(hù)提供對設備的非讀寫(xiě)操作機制。

ioctl函數接口的具體格式如表11.7所示。

表11.7 ioctl函數接口語(yǔ)法要點(diǎn)

下面列出其他在驅動(dòng)程序中常用的內核函數。

（8）獲取內存。

在應用程序中獲取內存通常使用函數malloc()，但在設備驅動(dòng)程序中動(dòng)態(tài)開(kāi)辟內存可以以字節或頁(yè)面為單位。其中，以字節為單位分配內存的函數有kmalloc()，注意的是，kmalloc()函數返回的是物理地址，而malloc()等返回的是線(xiàn)性虛擬地址，因此在驅動(dòng)程序中不能使用malloc()函數。與malloc()不同，kmalloc()申請空間有大小限制。長(cháng)度是2的整次方，并且不會(huì )對所獲取的內存空間清零。

以頁(yè)為單位分配內存的函數如下所示。

n get_zeroed_page()：獲得一個(gè)已清零頁(yè)面。

n get_free_page()：獲得一個(gè)或幾個(gè)連續頁(yè)面。

n get_dma_pages()：獲得用于DMA傳輸的頁(yè)面。

與之相對應的釋放內存用也有kfree()或free_page函數族。

表11.8給出了kmalloc()函數的語(yǔ)法格式。

表11.8 kmalloc()函數語(yǔ)法要點(diǎn)