3  驱动实现

　　本节将实现一线制温度传感器网络的驱动模块。驱动从总体上看分为两部分：驱动与内核接口层、硬件设备接口层。

3.1  驱动与内核接口层

　　驱动与内核接口层主要完成驱动模块在Linux内核的注册加载、卸载清除工作。这部分工作分别由初始化和退出函数完成。

　　① 初始化函数完成驱动模块加载：

statIC int __init DS18B20_init(void){
　　……
　　register_chrdev(DS18B20_MAJOR,DEVICE_NAME, &DS18B20_fops);//完成设备注册
　　#ifdefCONFIG_DEVFS_FS//创建设备文件系统
　　　　devfs_mk_cdev(MKDEV(DS18B20_MAJOR,0),S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP,DEVICE_NAME);
　　#endif
　　……
}

　　② 退出函数完成驱动模块卸载：

static void __exit DS18B20_exit(void) {
　　#ifdef CONFIG_DEVFS_FS
　　　　devfs_remove(DEVICE_NAME);//移除设备文件
　　#endif
　　unregister_chrdev(DS18B20_MAJOR,DEVICE_NAME); //完成设备注销
　　……
}

3.2  硬件设备接口层

　　硬件设备接口层用来描述驱动程序与设备的交互。这些工作通过虚拟文件系统与设备驱动程序的接口实现。这个接口由file_operation结构定义，其结构如下：

static struct file_operations DS18B20_fops ={
　　.owner=THIS_MODULE, //指向拥有该结构的模块，内核使用该结构维护模块使用计数
　　.open=DS18B20_open, //打开设备函数
　　.read=DS18B20_read, //读接口函数
　　.write=DS18B20_write,//写接口函数
　　.fasync=DS18B20_fasync, //异步通知函数
　　.poll=DS18B20_poll,//poll函数
　　.release=DS18B20_release, //释放设备函数
};

3.2.1  打开设备函数

　　打开设备函数主要完成设备的初始化。

DS18B20_open(struct inode *inode,struct file *filp) {
　　Initial_Timer( );//初始化定时器，使内核模块按一定周期读温度
　　Initial_Device_DS18B20();//初始化硬件
　　readtemperature();//开始读取……
}
void readtemperature(void) {
　　……Temperature=DS18B20read();//读取2个8位数据，此函数完成的硬件操作时序，由当前读通道号变量指定当前通道
　　DS_SLOT_NO();//将本次读通道号放入缓冲区
　　DS18B20Event();//数据放入缓冲区，唤醒等待队列并启动异步通知
　　if(ReleaseFlag)
　　CycleTimer_Delay_SOFt(hdelay);//如果没有读停止信号，通过内核定时器延时，进行下一次读，在中断服务程序中再次启动读
　　……
}

　　在使用内核定时器之前需定义一个定时器结构体 static struct timer_list CycleTimer。下面是定时器的具体操作：

static void Initial_Timer(void) {
　　init_timer(&CycleTimer); );//初始化定时器结构
　　CycleTimer.function=DS18B20_timer; //挂接定时中断服务程序
}

3.2.2  读接口函数

　　用户程序执行读操作的时候可能没有可以读取的数据，此时需要让read操作等待直到有数据可以读取。在此采用等待队列使进程在无数据读取时进入等待，数据到达时唤醒。等待队列设置成一个循环缓冲区，每放入一个新数据作为缓冲区的头，存放时间最久还未被取走的数据为缓冲区的尾。

DS18B20_read( ) {
　　DECLARE_WAITQUEUE(wait,current);//声明等待队列……
Next_try:
　　if(DS18B20dev.head != DS18B20dev.tail) {//等待队列不为空，即有数据
　　DS18B20_ret=Read_Buffer_DS18B20(); //取走缓冲区的尾
　　copy_to_user( ); //读取的数据送到用户空间
}
　　else { ……//等待队列为空，即没有数据
　　add_wait_queue(&queue,&wait);
　　current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;//添加等待队列，声明状态为任务可中断
　　while((DS18B20dev.head==DS18B20dev.tail)&&!signal_pending(current) {//进入等待
　　schedule();
　　current>state=TASK_INTERRUPTIBLE;
　　　　}//如果缓冲区为空,Linux内核调度,等待通知
　　current>state = TASK_RUNNING;//得到有数据的通知，声明任务状态为运行
　　remove_wait_queue(&queue,&wait);//删除等待队列
　　goto Next_try;//返回到读取数据
　　}
}

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