嵌入式Linux设备管理：模块加载与卸载详解

"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。