Linux驱动程序设计：时钟函数与设备管理

"嵌入式Linux驱动程序设计中关于时钟函数和设备管理的讨论" 在嵌入式Linux驱动程序设计中，时钟函数扮演着关键角色，它们提供了计时机制，使得设备驱动能够根据时间点执行特定的操作。在Linux系统内核中，时钟是由系统管理的，设备驱动可以通过系统提供的接口来申请和管理时钟。两个主要的系统调用是`add_timer`和`del_timer`，分别用于设置和取消定时器。`init_timer`用于初始化`struct timer_list`结构体。 `struct timer_list`定义如下： ```c struct timer_list { struct timer_list *next; struct timer_list *prev; unsigned long expires; unsigned long data; void (*function)(unsigned long d); }; ``` 其中，`expires`字段存储了定时器触发的时间点，通常以jiffies（表示系统时间的全局变量）加上一个数值表示。`function`是指向当定时器到期时要执行的回调函数，而`data`则传递给该函数的参数。系统中的`HZ`常数表示每秒钟的最小时间间隔数，因此，`num * HZ`表示num秒后执行定时器。为了实现周期性执行，驱动程序通常需要在回调函数中再次调用`add_timer`。 此外，嵌入式Linux设备管理分为块设备和字符设备两类。块设备，如硬盘，以块为单位进行I/O操作，适合文件系统建立在其上。字符设备，如键盘，按字符顺序进行I/O，一般没有系统缓存，需要自管理缓冲区。这两种设备都有各自的接口，提供不同的I/O操作模式。 处理器与设备之间的数据交换方式有三种：查询方式、中断方式和直接内存存取（DMA）方式。查询方式简单但效率低，因为它会占用CPU时间来不断检查设备状态。中断方式是多任务操作系统中更高效的选择，因为CPU在等待外设操作时可以被中断去做其他工作，提高了处理器利用率。当外设准备就绪时，它会向CPU发出中断请求，CPU随后响应执行中断服务例程，完成I/O操作后再恢复原来的程序执行。 时钟函数和设备管理是嵌入式Linux驱动程序设计的核心组成部分，它们确保设备驱动能够准确、高效地与系统和硬件交互。理解并熟练掌握这些概念对于开发高质量的驱动程序至关重要。