"嵌入式Linux驱动程序开发主要涉及设备管理,其中设备分为块设备和字符设备两类。块设备如磁盘以块为单位进行I/O操作,支持随机访问,常用于构建文件系统。字符设备如键盘以字符为单位进行I/O,通常顺序存取,有自己的缓冲区管理。此外,处理器与设备间数据交换有查询方式、中断方式和直接内存存取(DMA)方式。查询方式简单但效率低,浪费CPU时间。中断方式能高效利用CPU,外设完成操作时通过中断通知CPU。DMA方式则允许数据直接在内存和设备间传输,无需CPU介入,提高性能。模块加载与卸载是内核扩展的关键,模块用insmod加载,rmmod卸载,对应调用init_module()和cleanup_module()。加载时,insmod会修改模块对内核符号的引用,申请内存并添加到模块链表。卸载时,若模块仍在使用,则不能卸载以防止数据损坏或系统不稳定。"
在嵌入式Linux系统中,设备驱动程序扮演着连接硬件设备和操作系统内核的角色。设备分为块设备和字符设备,这两类设备的I/O操作有所不同。块设备主要用于存储,如硬盘,它们以固定的块大小进行输入/输出,适合文件系统构建。字符设备则更注重实时性,如键盘,它们按字符逐个处理,通常有自己的缓冲区策略,以适应不同长度的I/O请求。
处理器与设备间的数据交换机制有三种:查询方式、中断方式和DMA方式。查询方式是最简单的,但效率低下,因为CPU需要不断检查设备状态。中断方式是多任务操作系统中常用的方法,当外设准备好数据时,它会向CPU发送中断信号,CPU中断当前任务,执行中断服务程序,处理完后再恢复原任务,提高了CPU利用率。DMA方式更进一步,允许数据在设备和内存之间直接移动,无需CPU参与,极大地提升了数据传输速度,尤其适用于大容量数据传输。
模块加载与卸载是动态扩展Linux内核功能的重要手段。模块用insmod命令加载,首先编译为.o文件,然后通过内核系统调用获取内核信息,修改模块符号引用,申请物理内存,并将模块添加到内核模块列表。rmmod命令卸载模块,但必须确保没有其他进程正在使用该模块,否则可能导致数据丢失或系统不稳定。通过lsmod命令可以查看已加载模块的状态。
了解这些知识点对于进行ARM 9嵌入式系统设计与开发至关重要,它们涉及到驱动程序编写、设备交互和内核扩展,这些都是构建高效、可靠的嵌入式系统的基石。