linux下基于对象的内存映射型设备驱动研究及实现

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1、Linux下基于对象的内存映射型设备驱动研究及实现摘要:设备驱动是计算机系统可靠运行的前提.现有的设备驱动方法，数据要经过驱动层缓存向应用层拷贝、应用层缓存向存储设备拷贝的过程，当数据量比较大时，系统的响应速度会受到一定的限制.通过对Linux内核的对象机制和虚拟内存机制的研究，提出基于对象的内存映射型设备驱动方法，使用户进程直接访问设备内存以提高响应速度，并对该驱动的性能进行测试和评价.关键词:设备驱动；内存映射；虚拟内存；基于对象中图分类号:TP311文献标志码:饱A文章编号:1672-8513(XX)01-0075-04Res嗳earchontheObjectB阃ased

2、andMemoryMappЬedDeviceDriversin漂theLinuxOperationS燹ystemFANEnkui1尤,2,WANGYi2,TUChu砂nmEi1(1.Chong诔qingInformationTec召hnologyVocationalC昙13/13ollege,Wanzhou4040霭00,China;2.ComputˉerCollege,ChinaWes傣tNormalUniversity,Nanchong637002,Chi瓢na)Abstract:Thede｛vicedriveristhepre屹requisiteofacomp

3、ut赃ersystemforreliabl胯eoperation.Inthecu扃rrentdevicedrivers捶,dataarecopiedfrom餐thedrivercachelaye睹rtotheapplicationl脒ayerandtothedisk,a轿ndthusthesystemresponsespeedwillbere溷strictedwhenthedat蔷avolumeislarge.Thi摔spaperdiscussesthe年objectmechanismoft钉heLinuxkernelandth苏evirtualmemoryfaci喇litybyusin

4、gtheobjectbasedandmemory廓mappeddevicedriver瞑s.Thus,theuserscan锝getdirectaccesstot榈hedevicememorytoim腴provetheresponsesp羁eed,andtestandassessthedriver'sperfo疹rmance.Keywords:devicedriver;memo当rymapping;virtualmemory;objectbased敖设备驱动程序是操作系统内核和机器硬瞟13/13件之间的接口，它在系统中有着重要的作佃用，是整个系统可靠运行的前提，高效、养稳定

5、的驱动程序才能更好地发挥硬件设备轧的性能［1-2］.现有的设备驱险动方法，数据要经过驱动层缓存向应用层梦拷贝、应用层缓存向存储设备拷贝的过程仔，当数据量比较大时，系统的响应速度会受到一定的限制.本文通过对Lin鞲ux内核的对象机制和虚拟内存机制的研究，运用基于对象的内存映射型设备驱动熔方法，使用户进程直接访问设备内存以提埤高响应速度，最后用该方法实现S3C2劁410平台上的设备驱动，并对该驱动的镦性能进行测试和评价.1Linux铎内核的基于对象机制在Linux内核中，设备管理和设备驱动通过使用st牒ruct来实现C++的面相对象风格，㈦提供了统一的设备模型.设备模型作为操

6、宸作系统中的一个相对独立的组件，对于操杓作系统运行于多种硬件平台之上是很重要的.简单地说，设备模型是内核中的基础佾设施［3］，系统中所有可选模块①的资源使用都是由设备模型来检测和决定阐，设备模型的概念在所有的操作系统中都恶有所涉及，在早期的Linux系统版本摺中，操作设备的方法只有一种直接的方式枵.各种硬件总线的驱动在系统中都有提供切，在探测设备总线及相应的硬件设备时由珍各个驱动程序负责［4］，不同总穰13/13线的API互不兼容，这使得系统非常分散.在Linux版本中提供了一组硪通用的接口，这种接口将各种总线在统一ē的设备结构中进行整合，完成了构建统一蹄设备模型的第1

7、步；在Linux的版本悲中，内核力求在整个系统中都使用一种全新的统一视角来管理所有的硬件设备.新设备模型基础的核心是一个所有底层设洳备类型都需使用新的面向对象的接口，用梆于引用计数和操作子设备的所有接口都包瘸含在kobject这样一个内核设备对悭象结构中，底层的硬件设备如系统总线给瓤内核和用户空间提供的统一视图都是通过觐这一公共接口层实现的.kobject裟是组成设备模型的基本结构,类似于C+铱+中的基类，它嵌入于更