Был ли у вас опыт программирования драйверов для Linux?

А, так ты про драйвера ядра спрашиваешь? Да, было дело, руки по локоть в этом говне макал. Овердохуища опыта, если честно.

Ну, короче, как это всё работает, если на пальцах:

1. Структура модуля: Там всё начинается с двух главных функций — одна впихивает модуль в ядро (module_init), а вторая, когда всё надоело, его вышвыривает нахуй (module_exit). Без этого нихуя не работает.
2. Регистрация устройства: Нужно ядру объяснить, что у тебя появилась новая железяка. Создаёшь какие-то номера major/minor, прописываешься в /proc/devices, а потом ещё и узел в /dev создаёшь, чтобы пользователи могли к нему обращаться. Иначе твоё устройство — это просто манда с ушами, которую никто не видит.
3. Операции с файлами: Это самое интересное. Ты описываешь структуру file_operations — это типа меню, где указано, какая функция вызывается, когда кто-то открывает твой драйвер, читает из него, пишет в него или пытается сделать ioctl. Если тут накосячить, то либо ничего не работает, либо система ложится с пиздецким крашем, и волнение ебать всех окружающих.
4. Взаимодействие с пользовательским пространством: Это, бля, святая святых. Ядро и пользовательские программы живут в разных мирах. Нельзя просто так взять и ткнуть в память ядра из своей прогры. Для этого есть спецфункции copy_to_user() и copy_from_user(). Если их не использовать, а работать на прямую — будет тебе хиросима, ядро тут же накроет тебя медным тазом за нарушение безопасности.
5. Работа с аппаратурой: Вот тут начинается настоящая магия, а иногда и пиздец.
   • Железке обычно выделен кусок адресного пространства (регистры). Чтобы к нему обратиться, нужно сделать ioremap() — типа "эй, ядро, дай мне доступ вот к этому куску памяти, я там пошалю".
   • Если устройство умеет прерывать работу процессора (типа "эй, данные пришли!"), то нужно повесить обработчик прерывания через request_irq(). Главное в нём — делать всё быстро и не спать, иначе вся система встанет колом. Подозрение ебать чувствуешь, когда пишешь этот код.
   • Если данных много, то без DMA (прямой доступ к памяти) — просто пипец. Настраиваешь канал, выделяешь буфер специальной функцией dma_alloc_coherent, и устройство само швыряет в него данные, не отвлекая проц. Красота, но отладка — это просто ёперный театр.
6. Отладка: Ну, классика — printk(). Втыкаешь в код сообщения с разными уровнями (KERN_INFO, KERN_ERR), а потом сидишь, смотришь dmesg и думаешь: "э, бошка, думай, где же я опять накосячил?". В особо тяжёлых случаях, когда уже ни хуя себе не понятно, лезешь в ftrace или kgdb. Это уже для полных мазохистов.

Вот, смотри, упрощённый скелет драйвера, чтобы понятна была суть:

#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>

#define DEVICE_NAME "my_cdev"
static int major_num;
static struct cdev my_cdev;

static int device_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    printk(KERN_INFO "my_cdev: Device opened.n");
    return 0;
}

static ssize_t device_read(struct file *filp, char __user *buffer,
                           size_t length, loff_t *offset) {
    char message[] = "Hello from kernel!n";
    size_t msg_len = strlen(message);

    if (*offset >= msg_len)
        return 0; // EOF

    if (length > msg_len - *offset)
        length = msg_len - *offset;

    // Копируем данные из пространства ядра в пользовательское
    if (copy_to_user(buffer, message + *offset, length))
        return -EFAULT;

    *offset += length;
    return length;
}

static struct file_operations fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = device_open,
    .read = device_read,
};

static int __init mydriver_init(void) {
    dev_t dev_num;
    // Динамически выделяем major номер
    if (alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, DEVICE_NAME) < 0)
        return -1;
    major_num = MAJOR(dev_num);

    cdev_init(&my_cdev, &fops);
    my_cdev.owner = THIS_MODULE;

    if (cdev_add(&my_cdev, dev_num, 1) < 0) {
        unregister_chrdev_region(dev_num, 1);
        return -1;
    }
    printk(KERN_INFO "my_cdev: Loaded with major %dn", major_num);
    return 0;
}

static void __exit mydriver_exit(void) {
    dev_t dev_num = MKDEV(major_num, 0);
    cdev_del(&my_cdev);
    unregister_chrdev_region(dev_num, 1);
    printk(KERN_INFO "my_cdev: Unloaded.n");
}

module_init(mydriver_init);
module_exit(mydriver_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver");

Основные засады, где можно было обосраться, как последний бздун — это обеспечить, чтобы с драйвером могли работать несколько потоков одновременно и не похерить всё (потокобезопасность), правильно обрабатывать все возможные ошибки и прерывания, а ещё — совместимость с разными версиями ядра. Потому что, чувак, API между версиями может так поменяться, что твой вчерашний рабочий код сегодня превращается в тыкву, и доверия ебать ноль ко всем этим разработчикам ядра.