Linux UIO驱动：开启运行无限可能（linuxuio驱动）

随着物联网和行业4.0的发展，Linux作为普及应用的操作系统迅速受到关注。越来越多的设备和应用需要利用Linux的平台为用户提供更多优质的服务和功能。而UIO（用户空间I / O）驱动程序是最关键的一步。UIO驱动支持对Linux内核硬件驱动框架的访问，此功能可帮助用户快速开发Linux硬件驱动和程序，并获取原始的硬件设备。

UIO驱动的实现有多种形式，基本思路是构建一个“虚拟间”，以便在用户态中调用，接管外设的控制权。然后，开发者可以让用户态应用程序访问设备寄存器，从而在设备访问上获得更多控制权，这是基于Linux内核实现的全新用户空间I/O驱动框架。比如，当设备处于DMA传输模式时，UIO框架可以保证应用程序能够有效地控制、访问硬件，而不需要进行模式切换。

以下是实现UIO驱动的主要步骤：

**第一步：注册设备的中断处理函数**

用户可以像加载普通中断驱动程序一样注册中断处理函数，用于捕获设备的中断信号，完成中断处理任务配置，如下面代码，实现注册interrupt handler 的UIO驱动：

static int uio_irq_handler(int irq, void *args)
{
 struct device *dev = args;
 struct uio_info *info = dev->driver_data;
 //Do something...
 return IRQ_HANDLED;
}
static int register_uio_irq(struct uio_info * info)
{
 int ret;
 ret = request_irq(info->irq_num, uio_irq_handler, 0, info->name, info->dev);
 return ret;
}

**第二步：设置UIO属性**

设置UIO驱动的属性，通常是一个或多个UIO设备的处理函数，如下面的代码，设置UIO的驱动函数：

static int options[] = {
 UIO_IRQ_NONE,
 UIO_IRQ_HANDLED,
 UIO_IRQ_NESTED,
 };
static struct uio_device_id uio_ids[] = {
 {"uio_example1", options},
 {}
};
static struct uio_driver uio_example1_driver = {
 .name = "uio_example1",
 .version = "0.1",
 .id_table = uio_ids,
 .shutdown = uio_shutdown,
 .probe = uio_probe,
 .remove = uio_remove,
 };
static int uio_init(void)
{
 int ret;
 ret = uio_register_driver(&uio_example1_driver);
 return ret;
}

**第三步：在应用程序中获取UIO的文件描述符**

从userspace获取UIO的文件描述符，将它与userspace application 绑定，如下面的例子：

#define UIO_DEV_NAME "/dev/uio0"
int fd = open(UIO_DEV_NAME, O_RDWR);

一旦通过注册、设置UIO属性和获取文件描述符等步骤完成UIO驱动的配置，用户就可以通过UIO访问设备资源，实现应用程序与设备之间的传输，从而进行新一轮的应用场景发掘。

UIO驱动支持在用户态应用程序中访问Linux内核硬件驱动框架，使得开发者能够快速的开发Linux硬件的驱动程序和应用，拓展硬件的潜力，大大提高设备的功能和性能，使Linux在硬件设备市场的应用得到加速。