嵌入式面经：驱动开发

1.1 Linux驱动程序的功能是什么？

（1）对设备初始化和释放。

（2）进行内核与硬件的数据交互。

（3）检测和处理设备出现的错误。

1.2内核程序中申请内存使用什么函数？

答案：kmalloc()、kzalloc()、vmalloc()。

解读：

（1）void *kmalloc(size_t size, gfp_t flags);

①申请连续的物理内存，这对于要进行DMA的设备十分重要，但大小不能超过128KB，其中有16B是被页描述符占用了。

②较常用的flag有GFP_ATOMIC（分配内存的过程是一个原子过程）、GFP_KERNEL（正常分配内存）、GFP_DMA（给DMA控制器分配内存）。

③对应的内存释放函数为void kfree(const void *objp)。

（2）void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags);

①kzalloc()相对kmalloc()只是额外增加了__GFP_ZERO标志，除了申请内存外，还会对申请到的内存内容清零。

②对应的释放函数也是kfree()。

（3）void *vmalloc(unsigned long size);

①申请虚拟地址连续的内存空间，但其对应的物理内存不一定连续，因此对申请的内存大小没有限制。

②对应的内存释放函数为void free(const void *addr)。

③注意：vmalloc()和vfree()可以睡眠，因此不能在中断上下文调用。

1.3内核程序中申请内存和应用程序时申请内存有什么区别？

答案：内核中申请内存空间用的是函数kmalloc、kzalloc、vmalloc，应用程序申请内存用的函数是malloc。

解读：

（1）kmalloc/kzalloc直接分配连续的物理地址（虚拟地址也是连续的）。

（2）vmalloc分配连续的虚拟地址，但物理地址不一定连续。分配时实际分配了物理内存，不过这个物理内存页面是在公共的页表进行了映射，并没有在本进程的页表进行映射，当访问这段内存时，触发do_page_fault异常（缺页中断）才完成页表的同步工作。

（4）malloc是用户空间申请内存的方法，分配连续的虚拟地址，物理地址一般不会连续。在分配时并没有做实际物理页的分配动作，实际分配物理页的动作是在do_page_fault异常（缺页中断）处理中完成的。

1.4自旋锁和信号量在互斥使用时需要注意什么？在中断服务程序里面的互斥是使用自旋锁还是信号量？

（1）使用自旋锁的进程不会睡眠， 而使用信号量的进程会睡眠。