Linux驱动编程必备基础知识

驱动程序概述

驱动程序是用于控制特定硬件设备的软件，可以运行在内核空间或用户空间。Linux驱动程序运行在内核空间，提供硬件功能给用户程序。

内核空间与用户空间

内核空间是内核运行的地址空间，受保护且只能由内核访问。用户空间是用户程序运行的地址空间，受限于CPU的访问权限。系统调用是用户空间访问内核空间的唯一方法。

模块

Linux内核可通过模块在运行时扩展。内核模块可加载与卸载，使用insmod、modprobe和rmmod命令进行管理。

设备模块分类

Linux系统模块分为字符模块、块模块和网络模块，分别对应字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动。

驱动程序框架

Linux驱动程序具有固定框架，开发者填写入口点和出口点函数来定义模块行为。在编写驱动程序时，需要包含特定的头文件。

模块信息与错误处理

内核模块使用.modinfo部分存储信息，如作者、许可等。错误处理时，应检查返回值并撤销之前的设置，使用ERR_PTR、IS_ERR和PTR_ERR函数管理错误。

消息打印

printk()函数用于内核消息打印，有不同的日志级别。printk()的消息会根据优先级显示到控制台。

模块参数

内核模块可以接收参数，动态改变行为。使用module_param和MODULE_PARM_DESC宏设置和描述参数。

结语

本文介绍了Linux驱动程序的基本组成和概念。详细讨论了内核空间与用户空间、模块的加载与卸载、驱动程序的分类、框架、信息管理、错误处理、消息打印及模块参数。