linux 驱动开发

    linux驱动开发，听这个名词好像是很高深的东西！其实不然，对于开发人员来讲最总要的是理解几个概念!知道开发思路，下面将从概念，到应用做一个详细的阐述。
    linux驱动：什么是linux驱动，其实很简单，就是基于linux操作系统，在系统下面想对外设进行操作。需要通过linux内核提供的驱动操作接口，对外设的寄存器进行设置，通过设置这些寄存器后能够方便linux系统对其进行操作。
下面就提到了几个问题，我在哪里编程？通过什么方式编译？我能不能像操作一般无MMU的MCU一样进行操作linux下的寄存器呢？我对特定的CPU该怎样来确定（假设为AT91SAM9260）或是说我怎么知道我设计的驱动是这个平台的驱动？对于操作过程中的头文件在哪里寻找？带着这些问题开始下面的解释。
    首先是在哪里编程：对于开发linux驱动这项工作来讲，肯定是在linux系统下的环境里面，这里就包括fedora、redhat、ubuntu等等linux平台的开发环境，我用的环境就是fedora 16。在fedora官网下载linux系统，然后在pc上安装。开发位置没有限定，如果是开发模块驱动。不需要将驱动放到对于的文件夹然后修改内核配置文件。通过vim就可以开发驱动了。这里同时解释一个问题，就是头文件的问题，linux驱动开发过程中需要调用大量的头文件，其中的头文件放在什么里面？开始开发前，系统必须下载linux内核，然后将linux内核编译通过。我开发过程中linux内核用的是linux-2.6.30。其中对于开发过程中的linux内核中的头文件的调用主要是根据需要来确定，这和实际开发相关。如果要开发对对应CPU的驱动，必须对要打对应linux内核的补丁。解决linux内核配置问题和linux内核中某些驱动支持的问题。
    编译，在一般PC平台上开发的工程师，一般就认同为编译。其实打多编译都属于交叉编译过程。除非是编译当前PC机平台上的应用或驱动。很简单，用keil开发C51或是M3的程序。编译生成的hex文件。这个过程就属于交叉编译。但是linux下的交叉编译不同于window下下的IDE的是，linux下的交叉编译环境是需要自己搭建和通过环境变量的设置进行切换的。其中我使用的交叉编译器是在Sourcery CodeBench Lite Edition for ARM 其中提供两种交叉编译器，建议是使用arm-none-linux-gnueabi。安装完成可以通过export查看环境变量和设置。
    怎样操作linux下的CPU的寄存器呢？在ARM9以上的处理器都带有MMU单元。MMU单元屏蔽了应用程序对处理器外设的直接操作。将linux分为两层，即应用层和驱动层。对于linux驱动开发人员来讲，主要理解的是怎样进行对应的寄存器操作。个人觉得这是整个开发中的重点也是难点。这里将提到几个概念，4GB地址空间，内核空间，用户空间。对于这些概念网上有很多解释可以去问度娘。linux内核将4GB地址空间划分为1GB的内核空间和3GB的用户空间。实际CPU中没有这么大的空间，从这里将引入一个概念。那就是虚拟地址空间。在linux开发过程中，有物理地址和虚拟地址之分。这是两个很总要的概念，其中MMU的TBL实现物理地址到虚拟地址的转换。前面是在科普，下面进入正题。在linux内核中，CPU内核是只能识别虚拟地址的。虚拟地址必须通过linux内核中提供的文件进行转换，函数为：void * ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size, unsigned long flags);其中相关的东西可以参考这篇优秀的博文《Linux内核中ioremap映射的透彻理解》。将物理地址转换成对应的虚拟地址或是虚拟地址块，提供给CPU内核操作。就能实现对linux系统下的带MMU处理器的寄存器进行操作。
    然后对于当前编写的驱动，我怎么知道我编写的是当前平台的驱动。刚刚开始的时候这个问题困扰了我很长时间。后来发现这是一个小问题。在linux内核里面有很多的平台支持。根据配置文件就能设置当前的CPU。如果是模块驱动，就只需要编译对应CPU的驱动。然后通过insmod命令加载到运行的系统中就行。