UIO－用户空间驱动的新发展
作者 佚名技术
来源 Linux系统
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发布时间 2012-05-13
| memtype; void __iomem *internal_addr; /* ... */ }; 对于每个可以映射的区域,addr是该区域的地址(物理地址)；size是该区域的大小；internal_addr是由ioremap()返回的该区域地址(虚拟地址). memtype用于描述该区域的属性,包括： *UIO_MEM_PHYS 表明addr是一个物理地址,通常用于I/O内存区 *UIO_MEM_LOGICAL 该区域处于内核的逻辑地址空间,例如那些通过kmalloc()获得的空间 *UIO_MEM_VIRTUAL 该区域处于内核的虚拟地址空间,这些区域由vmalloc_user()使用 一旦uio_info结构体填写完毕,驱动会将其传给如下函数： int uio_register_device(struct device *parent, struct uio_info *info); parent指针告诉内核该UIO设备是和哪个"real"的设备相关联,如果驱动是针对PCI设备,则parent指向pci_dev->dev. 内核空间的UIO基本上就这些API了,当设备被拔除,驱动需要调用： void uio_unregister_device(struct uio_info *info);  一个和通知(note)相关的函数是：void uio_event_notify(struct uio_info *info); 该函数的目的是通知UIO核心,发生了一个事件(典型情况是一个中断).当真正的中断发生时,stub驱动不必调用uio_event_notify(),但这个函数可以在其他的情况下模拟中断. 在用户空间,第一个UIO处理的设备将显示为/dev/uio0(假设udev已启动).用户空间的驱动将会打开该设备.对该设备的读操作返回一个int值,该值保存了事件计数(发生了多少次中断).如果从上次读设备以来还没有产生中断,则读操作会阻塞直到一个中断发生(当然,支持非阻塞的操作).文件描述符可以被发送给poll().
 ,UIO驱动是字符型的驱动,目前没有提供创建用户空间块设备或网络设备驱动的接口.另外,在用户空间也不可能建立DMA操作.但是,对于那些只包括I/O内存访问以及简单的中断处理程序的驱动,UIO接口完全可以胜任.
在UIO接口的patch中,除了UIO核心程序,还有一个示例程序.根据作者ThomasGleixner的实验,如果采用完全装入内核的方式实现驱动,则需要实现68个不同的ioctl()命令,整个驱动的长度超过5000行,对应的用户空间代码超过3000行；而如果采用UIO模式的驱动,内核代码只有156行,而用户空间代码也下降到3000行以内.
不过,linux内核的重要维护者Andrew Morton也对UIO的使用表达了一些保留意见： “我对UIO的整个想法有一些不确定,我感觉我们应该更鼓励人们在GPL许可证下开发内核驱动,而不是鼓励他们开发不公开源代码的用户空间驱动.这些驱动往往更慢,缺乏可靠性,并且无法跨平台使用.” 在2.6.23中,和UIO相关的主要有以下文件: (1)/drivers/uio/uio.c uio子系统的核心文件 (2)/drivers/uio/uio_cif.c Hilscher CIF DeviceNet以及Profibus card的驱动. 这是一个示例驱动,说明了如何实现用户空间驱动的内核部分.驱动在用户空间的部分以及用于测试的应用程序可以从[url]http://www.osadl.org/projects/downloads/UIO/user/[/url]下载.其中有两个
压缩包,cif-0.1.0.tar.gz和lsuio-0.2.0.tar.gz.前者是用户空间驱动和相应的应用程序,后者是一个用于列出系统中当前已经存在的uio设备的工具. (3)/include/linux/uio_driver.h 要实现UIO的内核部分需要包括这个头文件 下面将uio_cif.c程序列出作为参考,这是一个PCI卡的驱动,程序向内核注册了pci_driver,并在driver的probe函数中申请了uio_info,并通过uio_register_devi |
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