硬件访问方法和混杂字符设备
1、 寄存器与内存
寄存器与内存的区别在哪里呢?
寄存器和RAM 的主要不同在于寄存器操作有副作用（side effect或边际效果）:读取某个地址时可能导致该地址内容发生变化，比如很多设备的中断状态寄存器只要一读取，便自动清零。
2、 内存与I/O
在X86处理器中存在I/O空间的概念，I/O空间是相对内存空间而言的，他们是彼此独立的地址空间，在32位的x86系统中，I/O空间大小为64K，内存空间大小为4G。
3、 IO/内存空间
X86：支持内存空间、IO空间
ARM：只支持内存空间
MIPS：只支持内存空间
PowerPC：只支持内存空间
4、 IO端口与IO内存
IO端口:当一个寄存器或内存位于IO空间时，称其为IO端口。
IO内存:当一个寄存器或内存位于内存空间时，称其为IO内存。
5、 操作I/O端口
对I/O端口的操作需按如下步骤完成:
1）申请
2）访问
3）释放
1）申请I/O端口
内核提供了一套函数来允许驱动申请它需要的I/O端口，其中核心的函数是:
struct resource *request_region(unsigned long first,unsigned long n, const char *name)
这个函数告诉内核，你要使用从first 开始的n个端口，name参数是设备的名字。如果申请成功，返回非NULL，申请失败，返回NULL。
系统中端口的分配情况记录在/proc/ioports中(展示)。如果不能分配需要的端口，可以来这里查看谁在使用。
2）访问I/O端口
I/O端口可分为8-位, 16-位, 和32-位端口。Linux内核头文件(体系依赖的头文件<asm/io.h>) 定义了下列内联函数来访问I/O 端口:
unsigned inb(unsigned port) 读字节端口( 8 位宽)
void outb(unsigned char byte, unsigned port) 写字节端口( 8 位宽)。
unsigned inw(unsigned port)
void outw(unsigned short word, unsigned port)存取16-位端口。
unsigned inl(unsigned port)
void outl(unsigned longword, unsigned port)存取32-位端口。
3）释放I/O端口
当用完一组I/O 端口(通常在驱动卸载时)，应使用如下函数把它们返还给系统:
void release_region(unsigned long start, unsigned long n)
6、 操作I/O内存
对I/O内存的操作需按如下步骤完成:
1）申请
2）映射
3）访问
4）释放
1）申请I/O内存
内核提供了一套函数来允许驱动申请它需要的I/O内存，其中核心的函数是:
struct resource *request_mem_region(unsignedlong start, unsigned long len, char *name)
这个函数申请一个从start 开始,长度为len 字节的内存区。如果成功,返回非NULL；否则返回NULL，所有已经在使用的I/O内存在/proc/iomem中列出。
2）映射I/O内存
在访问I/O内存之前, 必须进行物理地址到虚拟地址的映射，ioremap 函数具有此功能:
void *ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size)
3）访问I/O内存
访问I/O 内存的正确方法是通过一系列内核提供的函数:
从I/O 内存读, 使用下列之一:
unsigned ioread8(void *addr)
unsigned ioread16(void *addr)
unsigned ioread32(void *addr)
写I/O 内存, 使用下列之一:
void iowrite8(u8 value, void *addr)
void iowrite16(u16 value, void *addr)
void iowrite32(u32 value, void *addr)
访问I/O内存
老版本的I/O 内存访问函数:
从I/O 内存读, 使用下列之一:
unsigned readb(address)
unsigned readw(address)
unsigned readl(address)
写I/O 内存, 使用下列之一:
unsigned writeb(unsigned value, address)
unsigned writew(unsigned value, address)
unsigned writel(unsigned value, address)
7、 释放I/O内存
I/O内存不再需要使用时应当释放,步骤如下:
1）void iounmap(void * addr)
2）void release_mem_region(unsigned long start, unsigned long len)
8、 混杂字符设备
在Linux系统中,存在一类字符设备,它们共享一个主设备号(10),但次设备号不同,我们称这类设备为混杂设备
(miscdevice)。所有的混杂设备形成一个链表,对设备访问时内核根据次设备号查找到相应的miscdevice设备。
1）混杂字符设备设备描述
Linux内核使用struct miscdevice来描述一个混杂设备。
struct miscdevice {
int minor; /* 次设备号*/
const char *name; /* 设备名*/
const struct file_operations *fops; /*文件操作*/
struct list_head list;
struct device *parent;
struct device *this_device;
};
2）设备注册
Linux内核使用misc_register函数来注册一个混杂设备驱动。
int misc_register(struct miscdevice * misc)
