于PCI9656设备驱动程序的Linux2.6内核研究
为解决此问题，2.6内核引入了反向映射机制（reverse mapping），内存管理器为每一个物理页建立一个链表，包含指向当前映射页的每个进程的页表条目(page-table entry)的指针。该链表叫PTE链，它极大地提高了找到那些映射某个页的进程的速度，如图2所示。驱动程序调用下列内核函数来为PCI9656分配内存空间。
get_free_page(GFP_NOIO,PGD_ORDER);
alloc_pages(gfp_mask,size);
//查找并为PCI9656分配空闲内存物理页
mempool_alloc(pool,gfp_mask);
request_mem_region(pdx->Pci9656);
remap_page_range(*mem_area,PCI9656,kernel_address,mem_size,prot);
//请求分配内存空间,实现PCI9656物理地址到内存地址的映射
mempool_free(*element,pool);//释放内存
2.6内核中将头文件malloc.h改为slab.h，分配标志GFP_BUFFER改为GFP_NOIO和GFP_NOFS，并新增了文件mempool.h。这些变化一起促生了2.6内核中的内存管理器，其设计目标是更高的性能、效率和稳定性。
另一方面，使用反向映射获得性能的提高也要付出代价，即系统不得不占用一些低端内存来保持对所有反向映射的追踪，这势必在32位硬件上成为内存空间的瓶颈。因此2.6内核引入了高端内存页表(Highmem PTE)机制，让页表条目存放在高端内存中，释放出更多的低端内存区给必须放在这里的内核数据结构。同时，较以前版本的内核而言，2.6内核重新构建了一个更为简单的内存管理器，提高了整个系统的稳定性。
4.2 中断处理
Linux处理中断的方式很大程度上与它在用户空间处理信号的方式一样，驱动程序只需为设备所对应的中断注册一个处理程序，并在中断到达时进行正确的处理。
在2.4内核之前，Linux系统一直采用cli和sti函数来禁用和启用中断，然而对于任意某个例程，想要知道在它被调用时中断是否被启用，已变得越来越困难。因而2.6内核定义了函数local_irq_enable和local_irq_disable，用来使能和无效处理器控制的所有中断，定义函数local_irq_save来将当前中断的状态存入flags变量，避免了查询中断的状态信息。
中断处理程序的作用就是将有关中断接收的信息反馈给设备，并根据正在服务的中断的不同含义对数据进行相应的读或写。由于PC机只有0－15的中断号，设备都是以共享的形式申请中断号，2.6内核改进了PCI设备中断请求队列的组织方式，通过设置flags变量中的SA_SHIRQ标志位，并保证内核中所有中断号(dev_id)的唯一性，来实现中断的共享。
if(!(inb(card->iobase+CODEC_CMD_INT_STATUS)&0x80000000)) return;//识别中断类型
request_irq(irq,*handler,flags,PCI9656,*dev_id);//向系统注册PCI9656的中断
如果中断注册成功，则返回值IRQ_RETVAL为0，这时在/proc/interrupts文件中可以看申请成功的中断。在2.6内核下，request_irq和free_irq从sched.h改到了interrupt.h中定义。
synchronize_irq(irq);//中断同步
if(wait_event_interruptible(waitqueue,condition)>0) return;//判断中断等待使能
outb(intstat&card->iobase+CODEC_CMD_INT_HLDCLR+2);//使能并行端口的中断报告
//系统响应PCI9656的中断，执行数据读写、寄存器访问等操作
free_irq(irq,*dev_id);//释放设备中断、I/O资源和缓冲区
5 实验与测试
我们设计了Makefile文件和一个简单的应用程序，在动态加载驱动程序后，对PCI9656开发板进行了大批量数据的读写实验。基于64位PCI总线和100MHz的时钟频率，我们对芯片的数据读写速率进行了采集，实验结果统计如图3所示。
从上图可以看到，在2.6内核下应用PCI9656作为总线接口芯片，数据的读写传输速率随着数据包的大小有大幅度的提高，这在工程应用中有很大的现实意义。
6 结束语
本文通过Linux2.6内核所提供的一系列标准函数调用接口，用C++语言开发了PCI9656的设备驱动程序，并在Fedora Core2平台下调试通过，能正确发送和接收各种大小的数据包。当通信的数据包大小为64KB时，DMA通道的读写速度最大可达1.8Gbps，能够很好的满足日益庞大的数据处理需要。同时，Linux操作系统源代码的开放性还能较好的保证数据存储运算和通信的安全性。
参考文献
[1]Alessandro Rubini & Jonathan Corbet,Linux Device Driver (3rd Edtion)[M],USA:O'Reilly & Associates Inc,2005
