如何玩轉(zhuǎn)linux驅(qū)動

　　說玩轉(zhuǎn)驅(qū)動這話，其實有點過頭，玩驅(qū)動是個長期積累的過程，寫出來是一回事，調(diào)試起來也是一種磨練。為了讓大家明白玩驅(qū)動的樂趣和掌握編寫驅(qū)動的捷徑，我分享一些經(jīng)驗，算是拋磚引玉。不過正所謂一口吃不了個胖子，只有寫夠了足夠多的代碼，調(diào)試了足夠多的模塊，玩轉(zhuǎn)驅(qū)動也不再話下。希望今天的嘮叨對想踏入或者即將踏入驅(qū)動行業(yè)的你有些幫助。

linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）

　　我們很明白Linux 設(shè)備驅(qū)動的學(xué)習(xí)是一項浩大的工程，正是由于這個原因，一些人不免望而生畏，其實，只要我們有足夠的積累和全面的知識，玩轉(zhuǎn)驅(qū)動，也是早晚的事。閑話少說，開始來干貨。

　　對于驅(qū)動工程師來說，首先要明白驅(qū)動在整個系統(tǒng)中的作用，

　　大家從上圖中可以看出，linux驅(qū)動②在這個構(gòu)架中起到承上硬件①啟下應(yīng)用程序③的作用。在程序的編寫中，我們常用高內(nèi)聚低耦合的標(biāo)準，因此，驅(qū)動的引入顯得意義更加重大：一方面，使嵌入式應(yīng)用工程師不用考慮過多的硬件差異，另一方面，通過將設(shè)備驅(qū)動融入內(nèi)核，面向操作系統(tǒng)內(nèi)核的接口，這樣的接口由操作系統(tǒng)規(guī)定，對一類設(shè)備而言結(jié)構(gòu)一致，獨立于具體的設(shè)備。同時由于linux操作系統(tǒng)有內(nèi)存管理和進程管理，因此對于多任務(wù)并發(fā)的要求時，操作系統(tǒng)和驅(qū)動的引入使得任務(wù)變得簡單。但是對于不需要多任務(wù)調(diào)度、文件系統(tǒng)、內(nèi)存管理等復(fù)雜功能時，在一個大while(1)循環(huán)中既可以完成相關(guān)的任務(wù)。

　　上面分析了驅(qū)動的意義，那么，玩轉(zhuǎn)linux驅(qū)動需要那方面的知識呢，現(xiàn)在羅列下：

　　? 第一、Linux 驅(qū)動工程師要有良好的硬件基礎(chǔ)。

　　這個要求不言而喻，linux驅(qū)動工程師的主要任務(wù)就是隱藏硬件的差異，給應(yīng)用工程師一個統(tǒng)一的接口，因此需要能看懂電路圖，理解SRAM、Flash、SDRAM、磁盤等模塊的讀寫方式，知道UART、I2C、USB 等設(shè)備的接口以及常規(guī)操作，了解輪詢、中斷、DMA 的原理，PCI 總線的工作方式以及CPU 的內(nèi)存管理單元(MMU)等。不過對于這種常見的模塊，linux內(nèi)核中有相關(guān)的配置，因此需要有閱讀linux內(nèi)核的能力和修改linux內(nèi)核的能力。

　　? 第二 、Linux驅(qū)動工程師具有良好的C 語言基礎(chǔ)。

　　作為一個面向硬件底層和應(yīng)用層的關(guān)鍵人物，C語言功底是必須要牢固的。在編寫linux的字符設(shè)備和塊設(shè)備驅(qū)動中常用的fopen()、fwrite()、fread()、fclose()以及內(nèi)存分配中經(jīng)常使用結(jié)構(gòu)體和指針。因此能靈活地運用C 語言的結(jié)構(gòu)體、指針、函數(shù)指針及內(nèi)存動態(tài)申請和釋放顯現(xiàn)的尤為重要。

　　例如字符設(shè)備驅(qū)動中的讀函數(shù)函數(shù)的定義

　　/* 讀設(shè)備*/

　　ssize_t xxx_read(struct file *filp, char _ _user *buf, size_t count,loff_t*f_pos)

　　{

　　...

　　copy_to_user(buf, ..., ...);

　　...

　　}

　　從中看出C語言功底的重要性。

　　?第三、 Linux 驅(qū)動工程師具有一定的Linux 內(nèi)核基礎(chǔ)，雖然并不要求工程師對內(nèi)核各個部分有深入的研究，但至少要了解設(shè)備驅(qū)動與內(nèi)核的接口，尤其是對于塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、Flash設(shè)備、串口設(shè)備等復(fù)雜設(shè)備。

　　現(xiàn)在工作起來，嵌入式驅(qū)動工程師的工作量相對會小一點，因為一般常見的硬件設(shè)備供應(yīng)商都會提供相應(yīng)的linux版本驅(qū)動，驅(qū)動工程師的任務(wù)就是調(diào)試這些驅(qū)動能正常運行在自己的系統(tǒng)中，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。

　　? 第四、 Linux 驅(qū)動工程師具有良好的操作系統(tǒng)知識。

　　這個要求對于沒有學(xué)習(xí)過操作系統(tǒng)的人來說唯一的痛苦之處就是對于專有名詞不是很理解，例如上半部，下半部，原子操作等。其實剛開始或許是個痛苦的過程，但是只要認真的分析了一個或者幾個驅(qū)動程序后，你就會發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。畢竟linux驅(qū)動大體分為字符設(shè)備驅(qū)動、塊設(shè)備驅(qū)動和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動三類，正所謂抓其綱要，舉一反三，便可融會貫通。因此linux中多任務(wù)并發(fā)控制和同步等基礎(chǔ)很重要，因為在設(shè)備驅(qū)動中會大量使用自旋鎖、互斥、信號量、等待隊列等并發(fā)與同步機制。

　　第五、動手能力。

　　紙上得來終覺淺，因此，看再多的書也沒有真正的調(diào)試一個驅(qū)動來的認識深刻。這時你需要搭建宿主機平臺，購買開發(fā)板。不要好大喜功，從簡單的小驅(qū)動開始一步一步走，以螞蟻啃骨頭的精神進行學(xué)習(xí)，收獲會很大。

　　經(jīng)歷了痛苦的折磨，現(xiàn)在看下嵌入式驅(qū)動工程師的甜蜜吧，工作個三五年，你已經(jīng)是大師了，可以去招聘網(wǎng)站瀏覽下，這方面的待遇都是面議獎金都是大大的，紅色票票也隨心所愿了。想到這些，你還不下定決心來經(jīng)受linux驅(qū)動的虐待，相信只要以“驅(qū)動虐我千百遍，我待驅(qū)動如初戀”的決心，相信你可以玩轉(zhuǎn)linux驅(qū)動。