32、Linux设备驱动接口与开发指南

Linux设备驱动接口与开发指南

1. 驱动获取与考虑

当你没有合适的驱动时，可以在网上搜索并在相关论坛询问是否有适用于更高版本Linux的驱动。若找到，可考虑更新BSP以使用新版本内核。但有时这不太实际，就需将驱动移植到当前内核。若内核版本相近，移植可能较容易；若相差12到18个月以上，可能要重写部分驱动代码才能集成到当前内核。若这些方法都不行，就只能自己编写缺失的内核驱动，但这并非总是必要的。

2. 用户空间的设备驱动

在编写设备驱动前，先考虑是否真有必要。很多常见设备有通用的设备驱动，可让你直接从用户空间与硬件交互，无需编写内核代码。用户空间代码编写和调试更简单，且不受GPL约束。这些驱动主要分为两类：
- 通过sysfs文件控制的，如GPIO和LED。
- 通过设备节点提供通用接口的串行总线，如I2C。

3. GPIO

General-Purpose Input/Output (GPIO) 是最简单的数字接口，可直接访问单个硬件引脚，引脚有高、低两种状态。多数情况下，可将GPIO引脚配置为输入或输出，还能通过软件操作一组GPIO引脚创建更高级的接口，如I2C或SPI，这种技术称为位操作（bit banging）。但软件循环的速度和精度有限，通常难以实现毫秒级以下的定时器精度，除非配置实时内核。GPIO常见的应用场景包括读取按钮和数字传感器，以及控制LED、电机和继电器。

大多数片上系统（SoC）有很多GPIO位，它们被分组存放在GPIO寄存器中，通常每个寄存器32位。片上GPIO位通过一个称为引脚复用器（pin mux）的多路复用器连接到芯片封装上的GPIO引脚。电源管理芯片和专用GP