1.4.3 Linux设备驱动的重点、难点
Linux设备驱动的学习是一项浩繁的工程,包含如下重点、难点。
·编写Linux设备驱动要求工程师有非常好的硬件基础,懂得SRAM、Flash、SDRAM、磁盘的读写方式,UART、I2C、USB等设备的接口以及轮询、中断、DMA的原理,PCI总线的工作方式以及CPU的内存管理单元(MMU)等。
·编写Linux设备驱动要求工程师有非常好的C语言基础,能灵活地运用C语言的结构体、指针、函数指针及内存动态申请和释放等。
·编写Linux设备驱动要求工程师有一定的Linux内核基础,虽然并不要求工程师对内核各个部分有深入的研究,但至少要明白驱动与内核的接口。尤其是对于块设备、网络设备、Flash设备、串口设备等复杂设备,内核定义的驱动体系结构本身就非常复杂。
·编写Linux设备驱动要求工程师有非常好的多任务并发控制和同步的基础,因为在驱动中会大量使用自旋锁、互斥、信号量、等待队列等并发与同步机制。
上述经验值的获取并非朝夕之事,因此要求我们有足够的学习恒心和毅力。对这些重点、难点,本书都会在相应章节进行讲解。
动手实践永远是学习任何软件开发的最好方法,学习Linux设备驱动也不例外。因此,本书使用的是通过QEMU模拟的ARM vexpress电路板,本书中的所有实例均可在该“电路板”上直接执行。
阅读经典书籍和参与Linux社区的讨论也是非常好的学习方法。Linux内核源代码中包含了一个Documentation目录,其中包含了一批内核设计文档,全部是文本文件。很遗憾,这些文档的组织不太好,内容也不够细致。
学习Linux设备驱动的一个注意事项是要避免管中窥豹、只见树木不见森林,因为各类Linux设备驱动都从属于一个Linux设备驱动的架构,单纯而片面地学习几个函数、几个数据结构是不可能理清驱动中各组成部分之间的关系的。因此,Linux驱动的分析方法是点面结合,将对函数和数据结构的理解放在整体架构的背景之中。这是本书各章节讲解驱动的方法。