Linux2.6与2.4内核驱动程序的一些区别

Linux2.6与2.4内核驱动程序的一些区别

 

为了彻底防止对正在被使用的内核模块进行错误操作，linux2.6内核在加载和导出内核模块方面都较2.4内核有所改进，避免了用户执行将导致系统崩溃的操作（例如强制删除模块等）。同时，当驱动程序需要在多个文件中包含头文件时，不必定义宏来检查内核的版本。与2.4内核相比，2.6内核在可扩展性、吞吐率等方面有较大提升，其新特性主要包括：使用了新的调度器算法；内核抢占功能显著地降低了用户交互式应用程序；多媒体应用程序等类似应用程序的延迟；改进了线程模型以及对NPTL的支持，显著改善了虚拟内存在一定成程度负载下的性能；能够支持更多的文件系统；引进了内存池技术；支持更多的系统设备，在2.4内核中有约束大型系统的限制，其支持的每一类设备的最大数量为256，而2.6内核则彻底打破了这些限制，可以支持4095种主要的设备类型，且每个单独的类型又可以支持超过一百万个的子设备；支持反向映射机制（reverse mapping），内存管理器为每一个物理页建立一个链表，包含指向当前映射页中每个进程的页表条目的指针。该链表叫PTE链，它极大的提高了找到那些映射某个页的进程的速度。

　　Linux操作系统的设备驱动程序是在内核空间运行的程序，其中涉及很多内核的操作，随着Linux内核版本的升级，驱动程序的开发必然也要作出相应的修改，总之，在linux2.6内核上编写设备驱动程序时具体要注意以下几个方面：

　　1)Linux2.6内核驱动程序必须由MODULE_LICENSE（"Dual BSD/GPL"）语句来定义许可证，而不能再用2.4内核的MODULE_LICENSE（"GPL"）。否则，在编译时会出现警告提示。

　　2)Linux2.6内核驱动程序可以用int try_module_get（&module）来加载模块，用module_put（）函数来卸载模块，而以前2.4内核使用的宏MOD_INC_USE_COUNT和MOD_DEC_USE_COUNT则可不用。

　　3)前面给出的字符型设备驱动程序模型中结构体file_operations的定义要采用下面的形式。这是因为在Linux内核中对结构体的定义形式发生了变化，不再支持原来的定义形式。

　　4)就字符型设备而言，test_open（）函数中向内核注册设备的调用函数register_chrdev（）可以升级为int register_chrdev_region（dev_t from，unsigned count，char * name），如果要动态申请主设备号可调用函数int alloc_chrdev_region(dev_t * dev,unsigned baseminor,unsigned count,char * name）来完成；原来的注册函数还可以用，只是不能注册设备号大于256的设备，同理，对于块设备和网络设备的注册函数也有着相对应的代替函数。

　　5)在声明驱动程序是否要导出符号表方面有着很大的变化。当驱动程序模块装入内核后，它所导出的任何符号都会变成公共符合表的一部分，在/proc/ksyms中可以看到这些新增加的符号。通常情况之下，模块只需实现自己的功能，不必导出任何符号，然而，如果有其他模块需要使用模块导出的符号时，就必须导出符号，只有显示的导出符号才能被其他模块使用，Linux2.6内核中默认不导出所有的符号，不必使用EXPORT_NO_SYMBOLS宏来定义；而在2.4内核中恰恰相反，它默认导出所有的符号，除非使用EXPORT_NO_SYMBOLS，因此在上面给出的范例中可以省略去该定义语句。

　　6)Linx内核统一了很多设备类型，同时也支持更大的系统和更多的设备，原来Linux2.4内核中的变量kdev_t已经被废除不可用，取而代之的是dev_t。它拓展到了32位，其中包括12位主设备号和20位次设备号。调用函数为unsigned int iminor（struct inode * inode）和unsigned int imajor（struct inode * inode），而不再用Linux2.4版本中的int MAJOR（kdev_t dev）和int MINOR（kdev_t dev）。

　　7)所有的内存分配函数不再包含在头文件中，而是包含在中，而原来的已经不存在。所以当在驱动程序中要用到函数kmalloc（）或kfree（）等内存分配函数时，就必须要定义头文件而不是。同时，前面提到的申请内存和释放内存函数的具体参数也有了一定的改变，包括：分配标志GFP_BUFFER被取消，取而代之的是GFP_NOIO和GFP_NOFS；新增了_GFP_REPEAT、_GFP_NOFAIL和_GFP_NORETRY分配标志等，使得内存操作更加方便。

　　8）因为内核中有些地方的内存分配是不允许失败的，所以为了确保这种情况下得成功分配，linux2.6版本内核中开发了一种称为"内存池"的抽象。内存池其实相当于后备的高速缓存，以便在紧急状态下使用。要使用内存池的处理函数时，必须包含头文件。内存池处理函数主要有以下几个：mempool_t *mempool_create（）、void*mempool_alloc（）、void mempool_free（）、int mempool_resize（）；

　　另外值得一提的是：2.6内核为了区别以.o为扩展名的常规对象文件，将内核模块的扩展名改为.ko，所以驱动程序最后是被编译为ko后缀的可加载模块，在应用程序中加载驱动程序模块时要注意。 结语

　　驱动程序的开发作为嵌入式linux系统开发过程当中最重要的环节之一，与硬件特性和操作系统的内核有着紧密的联系。随着linux内核版本的升级，内核驱动程序必然要作出相应的改进，相信随着嵌入式Linux系统在各个领域中的广泛应用，具有可抢占实时性的Linux2.6内核必定会在嵌入式领域大显身手。本文会对广大的驱动程序开发人员有一定的帮助。