如何为数据采集硬件实现Linux设备驱动程序？

Question

我正在开发一种采集设备，该设备需要DMA操作才能将大数据帧传输到主存储器。 现在，我假设目标是一个连续的内存区域，因此我正在引导时对其进行分配（例如1 MB），如ldd2-ch13的 “自己动手分配”部分所述。 然后，驱动程序可以通过调用ioremap（）来访问该区域。

当前系统的工作方式如下：

1. 内存映射控制寄存器使用户空间应用程序可以启动/停止设备

2. 启动后，设备开始以约8MB / s的速度（连续）（连续）将获取的数据传输到分配的存储区域。

3. 保留的存储器区域具有两个帧的大小，以便采用双缓冲技术 。
4. 传输完完整帧后，设备将触发中断。

我已经开发了一个简单的char驱动程序，该驱动程序提供了阻塞的read（）函数，以便每次接收到中断时用户空间都可以读取新的数据帧。

运行一些测试之后，我意识到运行以下代码时用户空间应用程序会丢失一些帧：

    for(i=0;i<NUM_FRAMES;i++) {

       read(dev_d,buf,FRAME_SIZE);/*Read frame*/

       for(j=0;j<FRAME_SIZE;j++) /*File dump*/
          fprintf(fp,"%d",buf[j]);

        fprintf(fp,"\n");
    }

我怀疑应用程序的进程在两次后续读取之间进入休眠状态，从而使设备可以重写应该已经读取的内存位置。

由于我没有内核开发经验，因此我想知道如何为此类设备实现驱动程序以确保同步的正确方法。 基本上，我试图为实时采集设备实现简单的共享内存通信，并且我需要保证操作系统能够读取所有采集的数据帧。

Answer 1

您正在读一本非常古老的书。 这里是本书最新版本的链接（该版本很旧）： Linux Device Driver 3-Memory Mapping 。 您也可以从内核文档中阅读DMA-API 。

要进行某种同步，请阅读“ 时间，延迟和延期工作”一章。 您可以使用等待队列 。 您需要等待 read（）并在新帧可用时“唤醒” *。

关于您的代码，仅仅了解您的问题还不够。 但是，如果您认为需要睡眠/等待，则可以在驱动程序中实现poll file_operation并在用户空间中使用select（）询问是否有需要读取的内容。