UIO 驱动中断

UIO 是怎么工作的?
一个设备驱动的主要任务有两个:
1. 存取设备的内存
2. 处理设备产生的中断
对于第一个任务,UIO 核心实现了mmap()可以处理物理内存(physical memory),逻辑内存(logical memory), 虚拟内存(virtual memory)。UIO驱动的编写是就不需要再考虑这些繁琐的细节。
第二个任务,对于设备中断的应答必须在内核空间进行。所以在内核空间有一小部分代码用来应答中断和禁止中断,但是其余的工作全部留给用户空间处理。
如果用户空间要等待一个设备中断,它只需要简单的阻塞在对 /dev/uioX的read()操作上。 当设备产生中断时,read()操作立即返回。UIO 也实现了poll()系统调用,你可以使用 select()来等待中断的发生。select()有一个超时参数可以用来实现有限时间内等待中断。

read()操作还必须是读取一个32-bit长度的整数,返回值是发生中断的计数器。
所以read()操作的调用为
read(uio_fd, &irq_count, 4);
通过irq count 返回发生的中断次数。

参考:
http://ww2.cs.fsu.edu/~rosentha/linux/2.6.26.5/docs/DocBook/uio-howto/index.html

<think>好的,用户想了解如何使用uio驱动。我需要先回忆uio的基本概念和作用。UIO(Userspace I/O)允许在用户空间处理设备中断和内存映射,这对需要快速开发或自定义驱动的情况很有用。接下来,我应该分步骤说明如何使用,包括内核模块加载、编写用户空间程序等。 首先,要确保系统支持UIO框架,可能需要编译内核时启用相关选项。然后,加载uio内核模块,比如uio_pci_generic。用户可能需要根据具体硬件替换模块。接着,要绑定设备到UIO驱动,这涉及覆盖原有驱动,可能需要使用driver_override或修改sysfs中的文件。 然后是如何编写用户空间程序。这部分需要详细说明如何打开设备文件,映射内存,处理中断。例如,使用open()、mmap()函数,以及等待中断的read()调用。还要注意内存映射的权限和偏移量,确保正确访问设备的寄存器或内存区域。 最后,应该提到注意事项,比如需要了解硬件细节,处理中断超时,以及权限问题,可能需要root或调整用户组。此外,用户可能有不同的使用场景,比如自定义设备驱动或加速开发,这些也要简要提及。 需要检查是否有遗漏的步骤,比如确认设备是否成功绑定到UIO驱动,或者如何处理多个中断等情况。确保语言通俗易懂,避免过于技术化的术语,但关键步骤要准确。可能用户是刚开始接触UIO驱动,所以需要结构清晰,逐步引导,确保他们能按照步骤操作。同时,提醒用户根据具体硬件调整步骤,比如不同PCI设备可能需要不同的处理方式。最后,强调安全性和权限问题,避免因权限不足导致的问题。</think>以下是对UIO(Userspace I/O)驱动使用方法的逐步说明: --- ### **一、UIO驱动基本概念** UIO框架允许将设备驱动的主要逻辑移至用户空间,通过内核模块处理中断和内存映射。适合以下场景: - 需要快速开发原型 - 硬件寄存器操作需用户空间直接控制 - 避免编写完整内核驱动 --- ### **二、内核层配置** #### 1. 加载UIO内核模块 ```bash sudo modprobe uio sudo modprobe uio_pci_generic # 针对PCI设备的基础驱动 ``` 若使用自定义硬件,需编译对应UIO模块(如`uio_ivshmem`) #### 2. 绑定设备到UIO驱动 - 查找设备PCI地址: ```bash lspci -v | grep Your_Device ``` - 解绑原有驱动: ```bash echo -n "0000:01:00.0" > /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver/unbind ``` - 绑定到UIO: ```bash echo "uio_pci_generic" > /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/driver_override echo -n "0000:01:00.0" > /sys/bus/pci/drivers/uio_pci_generic/bind ``` --- ### **三、用户空间开发** #### 1. 设备文件操作 - UIO设备节点:`/dev/uioX`(X为设备编号) - 关键操作函数: ```c int fd = open("/dev/uio0", O_RDWR); // 打开设备 void *regs = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); // 内存映射 ``` #### 2. 中断处理 ```c uint32_t info = 1; // 中断计数 while (1) { int ret = read(fd, &info, sizeof(info)); // 阻塞等待中断 if (ret > 0) { // 处理中断 write(fd, &info, sizeof(info)); // 确认中断处理完成 } } ``` --- ### **四、典型代码结构** ```c #include <fcntl.h> #include <sys/mman.h> int main() { int fd = open("/dev/uio0", O_RDWR); void *regs = mmap(NULL, 0x1000, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); // 读写寄存器 *((volatile uint32_t *)(regs + 0x04)) = 0xABCD; // 中断循环 uint32_t irq_count; while (read(fd, &irq_count, 4) == 4) { // 处理中断 write(fd, &irq_count, 4); } return 0; } ``` --- ### **五、注意事项** 1. **硬件细节**:需提前获取设备的物理地址、中断号、寄存器布局 2. **权限问题**:需root权限或添加用户到`uio`组 3. **中断超时**:可通过`poll()`或设置超时避免永久阻塞 4. **内存对齐**:访问映射内存时需使用`volatile`关键字 --- ### **六、调试工具** - 查看UIO设备信息: ```bash cat /sys/class/uio/uio0/name # 设备名称 cat /sys/class/uio/uio0/maps/map0/addr # 映射物理地址 ``` 通过以上步骤即可在用户空间实现硬件控制。建议结合具体硬件手册调整实现细节。
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