Pilotes orientés mémoire

Concept des pilotes orientés mémoire (uio-driver)

Le développement de pilotes sous Linux est relativement complexe et nécessite de bonnes connaissances du noyau

Il souffre également de beaucoup de restrictions

Les pilotes orientés mémoire permettent de mapper dans l’espace virtuel du processus d’application les registres et zones mémoire nécessaires au pilotage du périphérique

Ce mapping est réalisé par l’appel de l’opération mmap
Le fichier /dev/mem offre ce service par défaut
Il est possible d’implémenter ce service avec un son propre pilote

Avantages et inconvénients

Les pilotes orientés mémoire (uio-driver) offrent une alternative intéressante lors de migration d’applications et de leurs pilotes d’un OS propriétaire vers Linux ou lorsque l’interface avec les périphériques à gérer est simple

Avantages:

Pas (ou peu) d’adaptations en cas de mise à jour du noyau Linux
Choix du langage de programmation
Accès à toutes les librairies (par exemple calcul en virgule flottante autorisé)
Accès aux registres plus efficace (pas d’appel système)
Pas de problèmes de licences liés à Linux (GPL)

Désavantages:

Pas de support pour le traitement des interruptions
Fonctionnalité des pilotes est limitée au développement d’application en mode user
Séparation en kernel space et user space est abandonnée
Système peut devenir plus complexe (mauvaise abstraction / API)

Implémentation du pilote dans l’espace utilisateur

L’implémentation d’un pilote de périphériques orientés mémoire s’implémente à l’aide de 5 opérations (#include <sys/mman.h>)¹

Ouverture du fichier correspondant au pilote
```
int fd = open (...)
```

Appel de l’opération mmap afin de placer dans la mémoire virtuelle du processus les registres du périphérique

void* mmap (
   void* addr,    // généralement NULL, adresse de départ en mémoire virtuelle
   size_t length, // taille de la zone à placer en mémoire virtuelle (souvent
                  // un multiple de la taille de page)
   int prot,      // droits d'accès à la mémoire: read, write, execute
   int flags,     // visibilité de la page pour d'autres processus: shared,
                  // private
   int fd,        // descripteur du fichier correspondant au pilote
   off_t offset); // offset des registres en mémoire physique. Souvent
                  // un multiple de la taille de page

Opérations sur le périphérique à l’aide de l’adresse virtuelle retournée par l’opération mmap
Après utilisation, appel de l’opération munmap pour libérer l’espace mémoire
```
munmap (...)
```
Fermeture du fichier
```
close (...)
```

C’est bien mman.h et pas mmap.h. mman est une abréviation de memory management. ↩