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1。 I/O Port。 和硬件打交道离不开I/O Port，老的ISA设备经常是占用实际的I/O端口，在linux下，操作系统没有对I/O口屏蔽，也就是说，任何驱动程序都可对任意的I/O口操作，这样就很容易引起混乱。每个驱动程序应该自己避免误用端口。 有两个重要的kernel函数可以保证驱动程序做到这一点。 1）check_region(int io_port， int off_set) 这个函数察看系统的I/O表，看是否有别的驱动程序占用某一段I/O口。 参数1：io端口的基地址， 参数2：io端口占用的范围。 返回值：0 没有占用， 非0，已经被占用。 2）request_region(int io_port， int off_set，char *devname) 如果这段I/O端口没有被占用，在我们的驱动程序中就可以使用它。在使用之前，必须向系统登记，以防止被其他程序占用。登记后，在/proc/ioports文件中可以看到你登记的io口。 参数1：io端口的基地址。 参数2：io端口占用的范围。 参数3：使用这段io地址的设备名。 在对I/O口登记后，就可以放心地用inb()， outb()之类的函来访问了。 在一些pci设备中，I/O端口被映射到一段内存中去，要访问这些端口就相当于访问一段内存。经常性的，我们要获得一块内存的物理地址。 2。内存操作 在设备驱动程序中动态开辟内存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用get_free_pages直接申请页。释放内存用的是kfree，或free_pages。 请注意，kmalloc等函数返回的是物理地址！ 注意，kmalloc最大只能开辟128k-16，16个字节是被页描述符结构占用了。 内存映射的I/O口，寄存器或者是硬件设备的RAM(如显存)一般占用F0000000以上的地址空间。在驱动程序中不能直接访问，要通过kernel函数vremap获得重新映射以后的地址。 另外，很多硬件需要一块比较大的连续内存用作DMA传送。这块程序需要一直驻留在内存，不能被交换到文件中去。但是kmalloc最多只能开辟128k的内存。 这可以通过牺牲一些系统内存的方法来解决。 3。中断处理 同处理I/O端口一样，要使用一个中断，必须先向系统登记。 int request_irq(unsigned int irq ，void(*handle)(int，void *，struct pt_regs *)， unsigned int long flags， const char *device); irq: 是要申请的中断。 handle：中断处理函数指针。 flags：SA_INTERRUPT 请求一个快速中断，0 正常中断。 device：设备名。 如果登记成功，返回0，这时在/proc/interrupts文件中可以看你请求的中断。 4。一些常见的问题。 对硬件操作，有时时序很重要。但是如果用C语言写一些低级的硬件操作的话，gcc往往会对你的程序进行优化，这样时序会发生错误。如果用汇编写呢，gcc同样会对汇编代码进行优化，除非用volatile关键字修饰。最保险的办法是禁止优化。这当然只能对一部分你自己编写的代码。如果对所有的代码都不优化，你会发现驱动程序根本无法装载。这是因为在编译驱动程序时要用到gcc的一些扩展特性，而这些扩展特性必须在加了优化选项之后才能体现出来。
由于设备种类繁多，相应的设备驱动程序也非常之多。尽管设备驱动程序是内核的一部分，但设备驱动程序的开发往往由很多人来完成，如业余编程高手、设备厂商等。为了让设备驱动程序的开发建立在规范的基础上，就必须在驱动程序和内核之间有一个严格定义和管理的接口，例如SVR4提出了DDI/DDK规范，其含义就是设备与驱动程序接口／设备驱动程序与内核接口（Device-Driver Interface／Driver-Kernel Interface）。通过这个规范，可以规范设备驱动程序与内核之间的接口。
Linux的设备驱动程序与外接的接口与DDI/DKI规范相似，可以分为三部分： （1） 驱动程序与内核的接口，这是通过数据结构file_operations来完成的。 （2） 驱动程序与系统引导的接口，这部分利用驱动程序对设备进行初始化。 （3） 驱动程序与设备的接口，这部分描述了驱动程序如何与设备进行交互，这与具体设备密切相关。
根据功能，驱动程序的代码可以分为如下几个部分： （1）驱动程序的注册和注销 （2）设备的打开与释放 （3）设备的读和写操作 （4）设备的控制操作 （5）设备的中断和查询处理 前三点我们已经给予简单说明，后面我们还会结合具体程序给出进一步的说明。关于设备的控制操作可以通过驱动程序中的ioctl()来完成，例如，对光驱的控制可以使用cdrom_ ioctl()。 与读写操作不同，ioctl()的用法与具体设备密切相关，例如，对于软驱的控制可以使用floppy_ioctl(),其调用形式为： static int floppy_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long param) 其中cmd的取值及含义与软驱有关，例如，FDEJECT表示弹出软盘。 除了ioctl()，设备驱动程序还可能有其他控制函数，如lseek（）等。 对于不支持中断的设备，读写时需要轮流查询设备的状态，以便决定是否继续进行数据传输，例如，打印机驱动程序在缺省时轮流查询打印机的状态。如果设备支持中断，则可按中断方式进行 |
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