Linux内核驱动程序开发
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发布时间：2024-09-03 10:46
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时间：2024-09-03 11:59
在开发内核驱动时，编译为内核后，只需将内核拷贝到/opt/tftpboot目录下。
而在开发应用程序时，只需将交叉编译好的程序拷贝到/opt/rootfs目录下，即可在开发板上执行。
内核模块开发涉及以下步骤：
一个内核模块至少包含两个函数：初始化函数和卸载函数。
构建模块的第一步是确定模块源码的管理位置，有两个选择：将模块源码加入到内核源代码树中，或在内核源代码树之外维护和构建模块源码。
若将模块源码加入到内核源代码树中，需将模块源码放到内核源码的相应目录下，如drivers/char/，然后添加配置选项，编译内核即可。
若在内核源代码树之外维护和构建模块源码，需创建一个新的目录用于编写模块源码和Makefile，然后安装模块，进行模块的加载和卸载。
字符设备驱动程序编写流程如下：
编写硬件底层操作函数实现open、release、write、read等，创建一个file_operations结构，申请设备号，初始化cdev结构，注册cdev结构，最后生成设备文件。
字符设备驱动框架涉及以下内容：
在驱动开发中，当应用程序通过系统调用打开文件时，内核会创建一个file结构，该结构中的f_op字段指向与该文件关联的file_operations结构，以便内核根据需要调用相应的驱动程序操作来处理文件访问请求。
内核同步问题及解决方法：
应用程序的共享内存同步问题可能导致各任务之间相互覆盖共享数据，造成被访问数据处于不一致状态。解决方法只能使用内核提供的方法，如信号灯、管道等。
内核的驱动程序也要解决同步问题，如全局数据cdev_map。在访问共享资源时，需使用临界区、锁等机制防止竞争。
原子操作及方法：
原子整数方法使用特殊类型atomic_t，原子位操作函数对普通内存地址进行操作，没有特定的数据类型。
内核同步方法包括：
1.自旋锁
2.信号量
3.互斥体/互斥量
4.完成变量
5.大内核锁(BKL)是全局自旋锁
6.禁止抢占
中断处理：
gpio_to_irq根据GPIO编号返回对应的中断号，request_irq将中断号对应的中断处理函数注册到内核，并设置好中断，开启对应的中断。
