基于ARM+Linux 2．6內(nèi)核的控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

另一個(gè)重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是file結(jié)構(gòu)體，主要包括以下成員：

它代表一個(gè)打開的文件，只出現(xiàn)在內(nèi)核空間，與用戶空間的file是不同的。在open操作時(shí)創(chuàng)建，然后傳遞給file_operations的其他函數(shù)指針，直到close。
第三個(gè)重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即inode，其成員包括：dev_ti_rdev和struet cdev*i_cdev，其中i_rdev中包含實(shí)際設(shè)備號(hào)，可以通過下面兩個(gè)宏函數(shù)獲取主從設(shè)備號(hào)：

初始化file_operations結(jié)構(gòu)體后，要將其中定義的各個(gè)方法如open，release，write，read，ioctl等一一實(shí)現(xiàn)。其函數(shù)名即初始化這個(gè)file_operations結(jié)構(gòu)體時(shí)各成員函數(shù)指針。當(dāng)在用戶空間調(diào)用open時(shí)，內(nèi)核空間的open方法即相應(yīng)操作，其他方法同理。
1．2 驅(qū)動(dòng)初始化和卸載清理工作
驅(qū)動(dòng)加載需要進(jìn)行設(shè)備注冊等一系列初始化工作；并且在卸載驅(qū)動(dòng)時(shí)要釋放資源進(jìn)行一些清理工作以使其不影響內(nèi)核。所以定義兩個(gè)函數(shù)static int devctl_init()和static void devctl_exit()，然后通過module_init(devctl_init)和module_exit(devctl_exit)來通知內(nèi)核。為了維護(hù)Linux的開源性，調(diào)用下面的宏來聲明：

在初始化函數(shù)中，首先進(jìn)行設(shè)備的注冊。主設(shè)備號(hào)表示對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，次設(shè)備號(hào)由內(nèi)核使用，用于正確確定設(shè)備文件所指的設(shè)備?？梢詣?dòng)態(tài)申請或者靜態(tài)申請?jiān)O(shè)備號(hào)。動(dòng)態(tài)申請使用下面的函數(shù)：

dev是一個(gè)只輸出的參數(shù)，它在函數(shù)成功完成時(shí)持有分配范圍的第一個(gè)數(shù)；firstminor是請求的第一個(gè)要用的次編號(hào)；count是請求的連續(xù)設(shè)備編號(hào)的總數(shù)；name為設(shè)備名，返回值小于0表示分配失敗。然后通過major=MMOR(dev)獲取主設(shè)備號(hào)。如果注冊不成功或者卸載驅(qū)動(dòng)時(shí)需要取消設(shè)備的注冊，使用下面的函數(shù)實(shí)現(xiàn)(其參數(shù)含義同上)：

對于字符型設(shè)備還要定義一個(gè)cdev結(jié)構(gòu)體變量，并使用cdev_init()初始化，然后調(diào)用cdev_add()通知內(nèi)核添加一個(gè)字符設(shè)備。同樣在卸載時(shí)要使用cdev_del()移除，否則用戶使用驅(qū)動(dòng)時(shí)，有時(shí)不能打開設(shè)備。因?yàn)椴皇褂胏dev或者cdev在模塊卸載時(shí)不刪除會(huì)導(dǎo)致內(nèi)核處在一個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)，在用戶層可能無法打開設(shè)備文件。
1．3 I／O端口訪問
在系統(tǒng)控制要求中，需要訪問ARM的I／O端口，包括普通I／O口和復(fù)用為IRQO的PB29引腳，然而Linux中對I／O端12和I／0內(nèi)存的讀寫指令中使用的都是虛擬地址，所以在訪問前要先將物理寄存器地址映射到I／O內(nèi)存。有兩種方法實(shí)現(xiàn)地址映射，一種是使用ioremap為I／O內(nèi)存區(qū)域分配虛擬地址，用iounmap取消，另一種是使用內(nèi)核已經(jīng)定義好的虛擬地址。這里主要介紹第二種方式。
對于AT91RM9200利用如下轉(zhuǎn)換函數(shù)獲取虛擬地址，其中宏AT91_VA_BASE_SYS是系統(tǒng)虛擬基地址：

讀寫端口對于AT91RM9200還可使用專門函數(shù)