如何玩轉linux驅動(dòng)

　　說(shuō)玩轉驅動(dòng)這話(huà)，其實(shí)有點(diǎn)過(guò)頭，玩驅動(dòng)是個(gè)長(cháng)期積累的過(guò)程，寫(xiě)出來(lái)是一回事，調試起來(lái)也是一種磨練。為了讓大家明白玩驅動(dòng)的樂(lè )趣和掌握編寫(xiě)驅動(dòng)的捷徑，我分享一些經(jīng)驗，算是拋磚引玉。不過(guò)正所謂一口吃不了個(gè)胖子，只有寫(xiě)夠了足夠多的代碼，調試了足夠多的模塊，玩轉驅動(dòng)也不再話(huà)下。希望今天的嘮叨對想踏入或者即將踏入驅動(dòng)行業(yè)的你有些幫助。

linux操作系統文章專(zhuān)題:linux操作系統詳解（linux不再難懂）

　　我們很明白Linux 設備驅動(dòng)的學(xué)習是一項浩大的工程，正是由于這個(gè)原因，一些人不免望而生畏，其實(shí)，只要我們有足夠的積累和全面的知識，玩轉驅動(dòng)，也是早晚的事。閑話(huà)少說(shuō)，開(kāi)始來(lái)干貨。

　　對于驅動(dòng)工程師來(lái)說(shuō)，首先要明白驅動(dòng)在整個(gè)系統中的作用，

　　大家從上圖中可以看出，linux驅動(dòng)②在這個(gè)構架中起到承上硬件①啟下應用程序③的作用。在程序的編寫(xiě)中，我們常用高內聚低耦合的標準，因此，驅動(dòng)的引入顯得意義更加重大：一方面，使嵌入式應用工程師不用考慮過(guò)多的硬件差異，另一方面，通過(guò)將設備驅動(dòng)融入內核，面向操作系統內核的接口，這樣的接口由操作系統規定，對一類(lèi)設備而言結構一致，獨立于具體的設備。同時(shí)由于linux操作系統有內存管理和進(jìn)程管理，因此對于多任務(wù)并發(fā)的要求時(shí)，操作系統和驅動(dòng)的引入使得任務(wù)變得簡(jiǎn)單。但是對于不需要多任務(wù)調度、文件系統、內存管理等復雜功能時(shí)，在一個(gè)大while(1)循環(huán)中既可以完成相關(guān)的任務(wù)。

　　上面分析了驅動(dòng)的意義，那么，玩轉linux驅動(dòng)需要那方面的知識呢，現在羅列下：

　　? 第一、Linux 驅動(dòng)工程師要有良好的硬件基礎。

　　這個(gè)要求不言而喻，linux驅動(dòng)工程師的主要任務(wù)就是隱藏硬件的差異，給應用工程師一個(gè)統一的接口，因此需要能看懂電路圖，理解SRAM、Flash、SDRAM、磁盤(pán)等模塊的讀寫(xiě)方式，知道UART、I2C、USB 等設備的接口以及常規操作，了解輪詢(xún)、中斷、DMA 的原理，PCI 總線(xiàn)的工作方式以及CPU 的內存管理單元(MMU)等。不過(guò)對于這種常見(jiàn)的模塊，linux內核中有相關(guān)的配置，因此需要有閱讀linux內核的能力和修改linux內核的能力。

　　? 第二 、Linux驅動(dòng)工程師具有良好的C 語(yǔ)言基礎。

　　作為一個(gè)面向硬件底層和應用層的關(guān)鍵人物，C語(yǔ)言功底是必須要牢固的。在編寫(xiě)linux的字符設備和塊設備驅動(dòng)中常用的fopen()、fwrite()、fread()、fclose()以及內存分配中經(jīng)常使用結構體和指針。因此能靈活地運用C 語(yǔ)言的結構體、指針、函數指針及內存動(dòng)態(tài)申請和釋放顯現的尤為重要。

　　例如字符設備驅動(dòng)中的讀函數函數的定義

　　/* 讀設備*/

　　ssize_t xxx_read(struct file *filp, char _ _user *buf, size_t count,loff_t*f_pos)

　　{

　　...

　　copy_to_user(buf, ..., ...);

　　...

　　}

　　從中看出C語(yǔ)言功底的重要性。

　　?第三、 Linux 驅動(dòng)工程師具有一定的Linux 內核基礎，雖然并不要求工程師對內核各個(gè)部分有深入的研究，但至少要了解設備驅動(dòng)與內核的接口，尤其是對于塊設備、網(wǎng)絡(luò )設備、Flash設備、串口設備等復雜設備。

　　現在工作起來(lái)，嵌入式驅動(dòng)工程師的工作量相對會(huì )小一點(diǎn)，因為一般常見(jiàn)的硬件設備供應商都會(huì )提供相應的linux版本驅動(dòng)，驅動(dòng)工程師的任務(wù)就是調試這些驅動(dòng)能正常運行在自己的系統中，同時(shí)保證系統的穩定。

　　? 第四、 Linux 驅動(dòng)工程師具有良好的操作系統知識。

　　這個(gè)要求對于沒(méi)有學(xué)習過(guò)操作系統的人來(lái)說(shuō)唯一的痛苦之處就是對于專(zhuān)有名詞不是很理解，例如上半部，下半部，原子操作等。其實(shí)剛開(kāi)始或許是個(gè)痛苦的過(guò)程，但是只要認真的分析了一個(gè)或者幾個(gè)驅動(dòng)程序后，你就會(huì )發(fā)現其中的規律。畢竟linux驅動(dòng)大體分為字符設備驅動(dòng)、塊設備驅動(dòng)和網(wǎng)絡(luò )設備驅動(dòng)三類(lèi)，正所謂抓其綱要，舉一反三，便可融會(huì )貫通。因此linux中多任務(wù)并發(fā)控制和同步等基礎很重要，因為在設備驅動(dòng)中會(huì )大量使用自旋鎖、互斥、信號量、等待隊列等并發(fā)與同步機制。

　　第五、動(dòng)手能力。

　　紙上得來(lái)終覺(jué)淺，因此，看再多的書(shū)也沒(méi)有真正的調試一個(gè)驅動(dòng)來(lái)的認識深刻。這時(shí)你需要搭建宿主機平臺，購買(mǎi)開(kāi)發(fā)板。不要好大喜功，從簡(jiǎn)單的小驅動(dòng)開(kāi)始一步一步走，以螞蟻啃骨頭的精神進(jìn)行學(xué)習，收獲會(huì )很大。

　　經(jīng)歷了痛苦的折磨，現在看下嵌入式驅動(dòng)工程師的甜蜜吧，工作個(gè)三五年，你已經(jīng)是大師了，可以去招聘網(wǎng)站瀏覽下，這方面的待遇都是面議獎金都是大大的，紅色票票也隨心所愿了。想到這些，你還不下定決心來(lái)經(jīng)受linux驅動(dòng)的虐待，相信只要以“驅動(dòng)虐我千百遍，我待驅動(dòng)如初戀”的決心，相信你可以玩轉linux驅動(dòng)。