Linux驱动开发准备

1、Linux驱动开发概述

Linux驱动分类，分类有很多分类方法，比如常规分类法、总线分类法，按照常规分类法可分为字符设备、块设备、网络设备。

1.1 字符设备

字符设备是一种按字节(最小访问单位)来访问的设备，字符驱动则负责驱动字符设备，这样的驱动通常用文件的方式访问，比如open, close, read和write 系统调用。例：串口，LED，按键。

1.2 块设备

块设备是一种按块访问的设备（最小访问单元）

1、在大部分的Unix系统中, 块设备定义为：以块(通常是512字节)为最小传输单位的设备，块设备不能按字节处理数据。
2、而Linux则允许块设备传送任意数目的字节。因此,块和字符设备的区别仅仅是驱动的与内核的接口不同。常见的块设备包括硬盘,flash,SD卡……

1.3 网络接口

网络接口可以是一个硬件设备,如网卡(eth0); 但也可以是一个纯粹的软件设备, 比如回环接口(lo).一个网络接口负责发送和接收数据报文。

1.4 总线分类法 

USB设备，PCI设备，平台总线设备

2、驱动程序学习方法

驱动程序学习分为3步：

1、分析驱动程序的模型，分析模型最好参考范例代码，总结出模型后自己编写出框架

2、实现硬件操作，硬件访问首先对裸机驱动要很熟悉，然后把它移植到Linux驱动中

3、编写应用程序测试驱动

3、硬件访问技术

3.1硬件访问流程

硬件访问实质：驱动程序控制设备，主要是通过访问设备内的寄存器来达到控制目的,因此我们讨论如何访问硬件，就成了如何访问这些寄存器了。

访问流程包括地址的映射和寄存器的读写

3.2地址映射

在Linux系统中，无论是内核程序还是应用程序，都只能使用虚拟地址，而芯片手册中给出的硬件寄存器地址或者RAM地址则是物理地址，无法直接使用，因此，我们读写寄存器的第1步就是将将它的物理地址映射为虚拟地址。

地址映射又分为静态映射和动态映射。用的比较多的是动态映射

动态映射：

所谓动态映射，是指在驱动程序中采用ioremap函数将物理地址映射为虚拟地址。
原型：void * ioremap(physaddr, size)
参数：
Physaddr：待映射的物理地址
Size: 映射的区域长度
返回值：映射后的虚拟地址

静态映射：

所谓静态映射，是指Linux系统根据用户事先指定的映射关系，在内核启动时，自动地将物理地址映射为虚拟地址。

1. 如何事先指定映射关系？

在静态映射中，用户是通过map_desc结构来指明
物理地址与虚拟地址的映射关系。
struct map_desc {
unsigned long virtual; /* 映射后的虚拟地址 */
unsigned long pfn; /* 物理地址所在的页帧号 */
unsigned long length; /* 映射长度 */
unsigned int type; /* 映射的设备类型 */
};

pfn: 利用__phys_to_pfn(物理地址)可以计算出物理地址所在的物理页帧号

将这个结构体填充后把它放入内核代码的arch->arm->mach-芯片名字->Cpu.c的map_desc 对应的数组即可

2. 内核启动时，在什么地方完成自动映射？

在s3cXXX_init_io()函数里面完成映射

3.3寄存器读写

在完成地址映射后，就可以读写寄存器了，Linux内核
提供了一系列函数，来读写寄存器。
unsigned ioread8(void *addr)
unsigned ioread16(void *addr)
unsigned ioread32(void *addr)
unsigned readb(address)
unsigned readw(address)
unsigned readl(address)

void iowrite8(u8 value, void *addr)
void iowrite16(u16 value, void *addr)
void iowrite32(u32 value, void *addr)
void writeb(unsigned value, address)
void writew(unsigned value, address)
void writel(unsigned value, address)