【转】用户空间编写驱动程序

设备驱动程序大概可分为两种： 内核驱动程序及用户空间驱动程序。

 

l  内核驱动程序

是内核空间实现的驱动程序，它使用内核资源，内核栈。它包括可加载的内核驱动模块。在这里我想主要说说用户空间驱动程序的编写。

 

l  用户空间驱动程序

就是指在用户空间实现的驱动程序。可以认为，它跟普通的用户程序没有什么两样，它使用用户进程空间和栈。这里说下，我不是讨论接到串口，并口上什么设备！

大家不要以为在用户空间写驱动程序“不过瘾！”。其实，作为设备驱动程序，其主要做的事就是配置设备寄存器（一家之言）。所以也不用把驱动程序看得那么“神秘”。当然，有些设备是不合适在用户空间实现驱动的。个人认为，使用中断的设备不宜在用户空间驱动，除此外，都有办法在用户空间来驱动。

在用户空间实现驱动的一个好处就是，方便用GDB调试。

 

怎么写？

 

上面说到，驱动程序主要做的事情就是配置设备寄存器。那么，只要在用户空间，我能获得到寄存器地址（或是映像地址）那就可以驱动这个设备了。

以PCI设备为例，假设你的PCI设备主芯片的配置寄存器在PCI配置头的0x14位置：

首先：通过/proc文件系统的pci文件，及/proc/bus/pci目录下的文件，可以获取到你的设备PCI配置头的信息，当然，也可以读出0x14偏移的值。假设其值为0xE0080000;这个就是你的PCI设备主芯片的配置寄存器的物理地址。在有MMU的处理器里，直接使用这个地址是不允许的。我们都知道，在用户进程空间寻址一个物理地址，首先要把这个物理地址映射到进程空间内。

 

怎么映射呢？

我们知道，在Linux的/dev目录下，有一个mem的设备。我们简单认为它就是管理0x00000000-0xFFFFFFFF(32位处理器）物理地址的一个设备（不单指物理内存，它的空间也含盖了PCI地址空间）。将PCI配置寄存器空间映射到进程空间的逻辑如下：

 

fd = open("/dev/mem",O_RDWR);

reg_addr = mmap（NULL,0x100,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fd,0xE0080000);

之后，你就可以使用reg_addr这个地址，在0x100大小空间范围内配置你的PCI设备了。

 

就这么完了吗？

 

在用户空间实现的驱动程序，不用为设备建立设备文件。当然，在多个进程使用时，要使用IPC机制来实现设备临界区的保护等。如果你真的感觉写用户空间的设备驱动程序“没什么水平”，那你可以用它来调试好你的设备（也是就知道怎么设置寄存器）后，再花一点时间把它移到内核去，加上文件系统接口，使用内核同步机制进行同步，再实现初始化函数，就可以变成内核驱动了。

 

这样，你该满意了吧！

 

本文来自：我爱研发网(52RD.com) - R&D大本营

详细出处：http://www.52rd.com/blog/Detail_RD.Blog_sbz_4327.html?WebShieldDRSessionVerify=boUBUf4rnKmnroDrFvFR