Linux驱动笔记

一、描述内存分配方式及他们的区别
(1)从静态存储区分配。内存在程序编译时就已经分配好，这块内存在整个程序运行时期都在。例如全局变量，static变量。
(2)在栈上创建。在执行函数时，函数内部局部变量的存储单元都能在栈上创建。函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集。
(3)从堆上分配，称为动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或者new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期有程序员决定，使用非常灵活。
二、用户应用程序开发和驱动程序开发的不用点：
1.用户应用程序在用户空间执行（0 - 3G），驱动程序在内核空间执行（3 - 4G）执行。
2.用户程序可以调用C库函数或linux系统调用API，但是驱动程序不能调用这些函数。同样的，驱动能调用的内核函数，应用程序也调用不了，因为它们调用不同的地址空间。
3.用户应用程序的头文件放在/usr/include目录下，驱动程序能调用的函数不同，头文件存放的位置也不同，驱动程序的头文件放在内核源码包下面的include目录下，驱动程序的头文件在内核源码包下的include目录中（它们有多个这样的include目录，分为两大类，平台相关的和平台无关的）。
4.应用程序可以使用各种语言来编写（C、C++、java、pthyon等等），而Linux下的驱动程序只能使用GNU下的C语言来编写。
5.应用程序可以使用浮点数，但是驱动程序不能使用浮点数运算，只能使用整形运算。
6.应用程序使用的栈实际上有两个，当内核创建一个用户进程时，会给它开辟两个栈空间，一个是在用户空间下使用的用户栈(栈空间比较大，而且长度可变，默认大小为8M)，另一个是供内核使用的内核栈(大小固定，比较小，只有8K),中断还有自己的中断栈(大小也是固定的，每个CPU提供一个中断栈，中断处理函数在这个CPU上执行时都统一使用这个中断栈，大小为8K)。
7.驱动程序会更加考虑程序的可移植性问题，当然这个问题在开始学习驱动的时候暂时弱化，不用太多考虑。
8.应用程序有内核提供了一套安全保护机制，当应用程序出现致命错误时，内核会杀死用户进程，回收系统资源，但不影响其他用户程序;内核下的驱动程序没有这套保护机制，如果内核出现致命错误，会造成整个操作系统都崩溃掉。
三、区分设备、设备文件、驱动
设备是一个看得见摸的着的硬件实体，也有可能是一个软件模拟出来的虚拟设备（用它来实现相应的硬件功能）;设备文件是Linux对硬件设备的一个抽象，通过这个抽象，可以让操作系统上的应用程序像访问普通文件一样的访问硬件设备。它是应用程序调用内核中的设备驱动程序的一个接口。
sudo mknod -m [文件权限] /dev/设备文件名 [设备类型，c为字符设备，b为块设备] 主设备号 次设备号
驱动是内核空间里执行的一段程序，它能够给Linux内核使用，用来访问硬件设备。它通常提供三大类功能（初始化硬件设备，读设备并把设备上读到的数据提交给应用程序，写设备：获取用户程序的数据并把它写到设备上）。驱动程序是操作系统访问硬件设备的中介，没有正确的驱动程序，操作系统也无法响应用户程序的访问硬件设备的请求。驱动自己不会自动执行，它是被应用程序请求执行的，相当于内核中的一段代码库（进程上下文）。如果是硬件设备通过中断请求执行的内核代码，我们称为中断上下文。【进程上下文是可以睡眠的，中断上下问是不同睡眠的】。
四、说出const和#define相比，有何区别？
(1)cosnst常量有数据类型，而宏常量没有数据类型，编译器能对前者进行类型安全检查。而对后者只能进行字符替换，没有类型安全检查，并且在字符替换时可能会产生意料不到的错误。
(2)有些集成化的调试工具能对const常量进行调试，不过不能对宏常量进行调试。
五、虚拟地址：
在Linux驱动中，使用的是虚拟地址，不能使用手册上查到的物理地址。应该以如下方式访问：
把手册中查到的物理地址首先映射得到一个相应的虚拟地址
六、类成员函数的重载、覆盖和隐藏的差别？
a.成员函数被隐藏的特征：
（1）相同的范围（在同一个类中）
（2）函数名字相同
（3）参数不同
（4）virtual关键字可有可无
b.覆盖是指派生类函数覆盖基类的函数
（1）不同的范围（分别位于派生类和基类）
（2）函数名字相同
（3）参数相同
（4）基类函数必须有virtual关键字
c.“隐藏”是指派生类的函数屏蔽了和其同名的基函数
（1）如果派生类的函数和基类的函数同名，不过参数不同。此时，不论是否有virtual关键字，基类的函数都将被隐藏。
（2）如果派生类的函数和基类的函数同名，并且参数也相同，不过，基类函数没有virtual关键字。此时，基类的函数被隐藏。
七、New delete 和 malloc free的联系和区别？
都是在堆上进行动态的内存操作。用malloc函数需要指定内存分配的字节数并且不能呢个初始化对象，new会自动调用对象的构造函数。delete会调用对象的析构函数，而free不会调用对象的析构函数。
八、进程和线程的区别
从概念上：
进程：一个程序对一个数据集的动态执行过程，是分配资源的基本单位。
线程：一个进程内的基本调度单元。线程的划分尺度小于进程，一个进程包含一个或者更多的线程。
从执行过程上来看：
进程：拥有独立的内存单元，而多个线程共享内存，从而提高了应用程序的运行效率。
线程：每一个独立的线程，都有一个程序运行的人口、顺序执行序列、和线程的出口。但是线程不能够独立的执行，必须依存在应用程序当中，由应用程序提供多个线程执行控制。
九、static 和 const关键字的作用
答：static关键字至少有以下n个作用：
(1)函数体内static变量的作用范围为该函数体，不同于auto变量，该变量的内存只被分配一次，因此其值在下次调用时仍维持上次的值。
（2）在模块内的static全局变量可以被模块内所有函数访问，但不能被模块外其他函数访问。
（3）在模块内的static函数只可能被这一模块的其他函数调用，这个函数的使用范围杯限制在声明它的模块内。
（4）在类中的static成员变量属于某个类所拥有，对类的所有对象只有一份拷贝。
（5）在类中的static成员函数属于某个类所拥有，这个函数不接收this指针，因而只能访问同类的static成员变量。
const关键字至少有以下n个作用：
(1)欲阻止一个变量被改变，可以使用const关键字。在定义该const变量时，通常需要对它进行初始化，因为以后就没有机会改变它了。
(2)对指针来说，可以指定指针本身为const，也可以指定指针所指向的数据为const，或者二者均为const.
(3)在一个函数声明中，const可以修饰形参，表明它是一个输入参数，在函数内部不能改变其值。
(4)对于类的成员函数，若指定为const类型，则表明其是一个常函数，不能修改类的成员变量。
(5)对于类的成员函数，有时候必须制定其返回值为const类型，以使得其返回值不为“左值”。
#include <asm/io.h>
volatile u32 *V_GPH2CON;
void key_init()
{
    V_GPH2CON = ioremap(0xe29000c0,4);
    V_GPH2DAT = ioremap(0xe29000c4,4);
    *V_GPH2CON &= ~0xff;
    *V_GPH2CON |= 0x2;
}
iounmap(V_GPH2CON)
iounmap(V_GPH2DAT)
或者也可以一次映射多个地址紧挨的寄存器
volatile u8 *V_BASE;
void key_init()
{
    V_BASE = ioremap(0xe29000c0,8);
    V_GPH2CON = V_BASE;
    V_GPH2DAT = V_BASE + 4;
    *V_GPH2CON &= ~0xff;
    *V_GPH2CON |= 0x2;
}
取消地址映射：iounmap(V_BASE)
int k1_is_down()
{
    if(*V_GPH2DAT & (1 << 1))
        return 1;
    else
        return 0;
}