嵌入式Linux驱动程序：内存操作与设备管理

"本文主要介绍了嵌入式Linux驱动程序设计中的内存操作函数和复制函数，以及设备管理和数据交换方式的相关知识。" 在嵌入式Linux驱动程序开发中，内存操作函数是关键的部分。通常，驱动程序不会直接使用C库中的malloc和free函数来分配和释放内存，而是使用内核提供的kmalloc和kfree。kmalloc函数用于动态分配内存，接受两个参数：内存长度（len）和分配优先级（priority）。优先级一般设置为GFP_KERNEL以满足大多数需求。kfree函数则用于释放之前通过kmalloc分配的内存，它只需要内存指针作为参数。 复制函数在驱动程序中扮演着桥梁的角色，使得内核能够安全地与用户空间交互。memcpy_fromfs和memcpy_tofs分别用于将数据从用户空间复制到内核空间，以及从内核空间复制到用户空间。这两个函数确保了在地址空间转换时的安全性，防止了对用户私有地址的非法访问。 设备管理方面，Linux将设备分为块设备和字符设备。块设备，如硬盘，以块为单位进行I/O操作，通常支持随机存取，并且文件系统基于它们构建。字符设备，如键盘，按字符逐个进行I/O，通常不使用系统缓冲区，只支持顺序存取。网络设备属于两者之间的特殊类型。 处理器与设备间的数据交换通常有三种方式：查询方式、中断方式和直接内存存取（DMA）方式。 1. 查询方式：驱动程序通过不断检查设备状态寄存器来判断操作是否完成。这种方式简单，但会占用CPU时间，降低效率。 2. 中断方式：外设完成操作后通过中断请求CPU，CPU响应后执行中断服务例程，然后返回先前的主程序。这种方式能更好地利用CPU资源，适合多任务操作系统。 3. DMA方式：允许设备直接与内存交互，无需CPU介入，提高了数据传输速度，减轻了CPU负担。 嵌入式Linux驱动程序设计涉及内存管理、用户空间与内核空间的数据交互以及高效的数据交换策略，这些都是确保设备正常运行和优化系统性能的关键要素。了解和熟练掌握这些知识对于进行有效的驱动程序开发至关重要。