《LINUX设备驱动程序》学习札记（一）

总结章节：第一章 设备驱动程序简介

          第二章 构造和运行模块

提到驱动程序就不得不先说下两个名词：内核空间和用户空间。用户空间即用户应用所运行的空间，内核空间值得是操作系统内核运行的空间。用户空间不能直接引用或者操作内核空间的数据，内核空间也不能直接引用用户空间的数据。操作系统内核对整个系统资源进行管理，这些资源中也包括硬件资源。所以用户空间也不能直接访问硬件资源。驱动为用户访问特定的硬件资源提供接口。用户空间要访问硬件资源则只需要调用驱动所提供的接口。驱动完全屏蔽了内部操作。从而，用户空间通过驱动这层特殊的内核间接的访问硬件资源。

驱动的作用在于提供机制，机制即：需要提供什么功能，而不是提供策略，策略即：如何使用这些功能。提供机制是驱动程序的任务，而策略则是应用程序所要完成的任务。由于不同的环境会有不同的方式来访问硬件，作为驱动程序的编写者，应该尽量做到使驱动不到策略，在编写驱动的时候，程序员还应该特别注意，编写访问硬件的内核代码，不要给用户强加任何特定策略。因为不同的用户会有不同的需求。

内核的功能分为：进程管理，内存管理，文件系统，设备控制，网络功能。所有设备控制操作都由与被控制设备相关代码来完成，这段代码就叫驱动程序，充分说明驱动程序是内核的一部分。

既然驱动程序是内核的一部分，那么驱动程序的编写就需要用到内核的头文件，对于Linux 2.6版本的内核驱动程序还需要依赖内核源码树。所以在编写驱动之前，要弄清楚，自己编写的驱动实际就是在编写内核，那么程序中所有用到的头文件都是内核的。

内核源码树的路径可以用一下命令查看：

# cd /lib/modules/$(uname -r)/build/

# pwd

现在编写一个简单的HelloWorld程序来说明

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE(“Dual MPL/GPL”);
    static int hello_init(void)
{
  printk(KERN_ALERT “Hello, world\n”);
  return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
  printk(KERN_ALERT “Goodbye cruel world\n”);
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);


下面是Makefile文件内容

obj-m = hello.o
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(uname -r)/build


Makefile代码解释：

obj-m是内核要求的。驱动最终hello.ko依赖于hello.o文件

下面的一句就是制定内核树。如果驱动目标平台不是当前平台，只需要更改KERNELDIR的路径就可以了。

另外需要提的是驱动一旦在内核中注册了，那么其他的程序就可以使用该设备了，所以，千万不要再驱动内部初始化完成之前就在内核中注册该驱动。当驱动程序出错了，我们应该向内核注销该驱动程序。