Linux设备驱动程序详解：模块化编程与中断处理

"嵌入式系统讲义_06，主要涵盖了Linux设备驱动程序的相关内容，包括设备驱动的基础知识、模块化编程、看门狗机制、中断处理等，适用于嵌入式开发的学习者，特别是涉及S3C2410处理器、ADT工具链以及ARM9架构的开发者。" 在嵌入式系统中，Linux设备驱动程序扮演着至关重要的角色，它是操作系统与硬件之间的一座桥梁。这份讲义深入浅出地介绍了这一领域的核心概念和技术。 4.1 概述 这部分简要介绍了设备驱动的作用和重要性，它使得操作系统能够通过标准接口与各种硬件设备进行通信，从而实现对硬件功能的控制和管理。设备驱动是操作系统内核的一部分，负责硬件的初始化、数据传输、错误处理等任务。 4.2 设备驱动基础 4.2.1 设备驱动中几个关键数据结构 在Linux中，设备驱动通常涉及到诸如`struct file_operations`、`struct device`、`struct driver`等关键数据结构，它们定义了设备的操作函数集合、设备属性和驱动程序信息。 4.2.2 设备驱动中的基本函数 这些函数包括打开、关闭、读取、写入、控制等操作，例如`open()`、`release()`、`read()`、`write()`、`ioctl()`等，它们实现了设备的基本操作。 4.2.3 驱动程序的设备号 设备号用于区分不同的设备，分为主设备号和次设备号，它们在系统中是唯一的，用于在内核中查找并调用相应的驱动程序。 4.2.4 设备入口点 设备入口点是设备驱动程序注册到内核中的接口，通过这些接口，操作系统可以调用驱动程序的各个功能。 4.3 Linux设备驱动模块化编程 4.3.1 内核空间和用户空间 讲解了内核如何通过系统调用与用户空间交互，以及模块化驱动程序如何加载和卸载，使驱动程序能够在运行时动态添加或移除，增强了系统的灵活性。 4.3.2 示例 提供了具体的代码示例，展示如何编写和加载一个简单的字符设备驱动模块，帮助理解驱动程序的实现过程。 4.4 外设寄存器(I/O端口) 介绍了如何访问和操作硬件设备的寄存器，包括I/O端口的读写、内存映射技术，以便于直接控制硬件设备。 4.5 看门狗编程 看门狗定时器是一种防止系统死锁的安全机制，这部分讲解了如何设置和使用看门狗定时器，确保系统在异常情况下能够自动恢复或重启。 4.6 中断处理 中断是硬件设备与CPU通信的主要方式，这部分介绍了中断的概念、中断向量表、中断处理函数的编写，以及中断上下文的管理，这些都是实时性和系统响应速度的关键。 通过这份讲义，学习者将能够了解和掌握Linux设备驱动的基本原理和实践技能，对于进行嵌入式Linux系统的开发和调试具有极大的指导价值。特别是对于S3C2410这种基于ARM9的微处理器，以及使用ADT（ARM Development Tools）进行开发的环境，这些知识将更为实用。