linux驱动编写
linux驱动程序的编写
作者：杨湘和，2001级自动化南开大学
一．总观设备驱动程序：系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口,而设备驱动程序是操作系统内核和设备硬件之间的接口，设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样，在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件（所有设备都在/dev下），应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作，可以使用open,read,等系统调用象操作普通文件一样操作设备文件，如open(“/dev/consle”,O_RDONLY) 等。此外，设备驱动程序是内核的一部分,它需要完成以下功能：
1.对设备初始化和释放。
2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据.（内核和设备之间的数据传递）。
3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据（内核空间和用户空间的数据传递）。
4.检测和处理设备出现的错误。
二．设备驱动程序的分类：1、字符设备驱动程序（如键盘、打印机驱动程序）
2、块设备驱动程序（如磁盘，USB驱动程序）
3、网络设备驱动程序（如网卡，MODOME驱动程序）
三．驱动程序的组成：(1) 设备配置和初始化子程序，负责检测所要驱动的硬件设备是否存在和是否能正常工作。如果该
设备正常，则对该设备及其他的必需的条件（如中断、DMA通道）进行（申请并）初始化。当然这部分仅在初始化的时候被调用一次。
(2)驱动程序的上半部分(top half)（响应I/O请求程序）。调用这部分是由于系统调用的结果：这部分程序在执行的时候，系统仍认为是和进行调用的进程属于同一个进程，只是由用户空间变成了内核空间，但仍具有调用此系统调用的用户程序的运行环境，因此可以在其中调用sleep()、schedul()等与进程运行环境有关的函数，但是由于这部分是运行在系统不安全时间内的（中断处于关闭状态），所以要求程序尽可能的快，更多
的事情留给下面即将介绍的底半部分（bottom half）来处理。
(3)驱动程序的底半部分（bottom half）（中断服务子程序）。系统接收硬件中断，再
由操作系统调用中断服务子程序。中断可以产生在任何一个进程运行的时候，因此在中断服务程序被调用的时候，不能依赖于任何进程的状态，也就不能调用任何sleep(),sc hedule()等与进程运行环境有关的函数。而且因为设备驱动程序一般支持同一类型的若干设备，所以一般在系统调用中断服务子程序的时候，都带有一个或多个参数，以唯一标识请求服务的设备（如i_rdev用来区别设备）。
四．设备驱动程序的编写：内核提供一系列的函数接口（内核接口（kernel interface ）），在内核接到用户系统调用的时候调用这些函数，所以驱动程序的主要任务就是实
现这些函数（包括open,read等等）。此外任何驱动程序都得
包含int init_module(),void cleanup_module()函数，其作用不言而喻，在此不多赘述。
I．字符设备驱动程序：内核提供了操作字符设备的函数接口，由file_operations结构封装。起具体内容如下：
#include
struct file_operations {
int (*lseek)(struct inode *inode,struct file *filp, off_t off,int pos);
int (*read)(struct inode *inode,struct file *filp, char *buf, int count);
int (*write)(struct inode *inode,struct file *filp, char *buf,int count);
int (*readdir)(struct inode *inode,struct file *filp, struct dirent *dirent, int count);
int (*select)(struct inode *inode,struct file *filp, int sel_type,select_tab le *wait);
int (*ioctl) (struct inode *inode,struct file *filp, unsigned int cmd,unsign ed int arg);
int (*mmap) (void);
int (*open) (struct inode *inode, struct file *filp);
void (*release) (struct inode *inode, struct file *filp);
int (*fsync) (struct inode *inode, struct file *filp);
};
驱动程序就是要实现这些只有函数名，而无函数体的函数接口，以便响应用户的系统调用。比如，在用户程序里，调用
read系统调用，内核收到这样的调用，就查找对应的文件（read操作的文件对象）相关的设备的驱动程序里的read所
对应的函数来实现用户想要的操作。简单的实现：
int scull_read(struct inode * inode,struct file*filp,char * buf,int count) {
int len = 0;
len += sprintf(buf,”You are in read function for Device Driver”);
return len;
}/*这里的buf,count都是用户的read系统调用里的参数，内核只是作为中介传递*/ int scull_open(strcut inode*inode,struct file * filp)
{
MOD_INC_USE_COUNT;
}/*这里的记数用来在关闭设备时使用，只有当使用记数为0时，才能正直的关闭，如卸载模块只有在使用记数
为0是才能卸载，否则会出现device busy这样的提示，而且不能卸载*/
int scull_release(struct inode * inode,struct file * filp)
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}/*执行scull_open（…）与相反的操作*/
struct file_operations scull_fops = {
open: scull_open,
read: scull_read;
release: scull_release
}/*在2.4内核中支持标记化的“赋值”*/
设备驱动程序需要象内核注册一个主设备号和设备名字，通过如下实现：
register_chrdev(int MajorNumber,char *DeviceName,struct file_operations * );其中当MajorNumber为0时，为动态注册
主设备号，这样一般是成功的，而指定主设备号则有可能因为与已注册设备号冲突而失败，可以通过cat /proc/device查看主设备号注册情况。
我们可以这样注册我们的简单程序：
int init_module()
{
register_chrdev(MyMajorNum,”MyDevice”,&scull_fops);
return 0;
}
这样就把设备驱动程序加载到了内核！卸载设备可以如下操作：
void cleanup_module()
{
unregister_chrdev(MyMajorNum,”MyDevice”);
}
编号驱动程序之后加载设备驱动程序insmod modulename.o，卸载rmmod modulename(用lsmod查看已经加载的模块)。然后挂载设备相关的文件mknod /dev/filename c MyMaj orNum minor(次设备号，可以自己指定，如1、2等)，如果在注册的时候是使用动态注册（MyMajorNum为0），则可以通过cat /proc/devices | awk “ \$2 ==\”modulename\ ” {print $1 } “来获得主设备号！测试程序：
int main()
{
char buf[40];
int count;
int fd = open(“/dev/name”,O_RDONLY);
count = read(fd,buf,40);
printf(“read buf: %s \n”,buf);
close(fd);
return 0;
}
运行这段程序会得到这样的结果：You are in read function for Device Driver
,这不就是我们在驱动程序里的scull_read函数的实现部分吗，有什么感想呢？
II．块设备驱动程序：设备驱动的编写比字符设备驱动的编写稍微复杂一点，有几个问
题需要注意（系统资源的分配）：
I/O端口的分配、中断号的申请、内存的分配（包括内存区域的划分）。
1．I/O端口的分配：内核给我们提供了两个函数，用来检查和申请I/O区域，分别是che ck_region(unsigned long address
,int size);address为端口起始地址，size为区域大小，返回值为0就是I/O区域没有被占用，否则是被占用！
request_region(unsigned long address,int size,char *devicename)；当检查I/O区
域没有被占用的时候，可以使用它来申请I/O区域。
2．中断号的申请：中段线是系统宝贵而有限的资源（PC机只有15根）。所以要使用中断线，就得进行中断线的申请，就是IRQ(Interrupt Requirement)，我们也常把申请一条
中断线称为申请一个IRQ或者是申请一个中断号。
中段线是非常宝贵的，所以只有当设备打开（被使用）的时候才申请占用一个IRQ，或者是在申请IRQ时采用共享中断的方式，这样可以让更多的设备使用中断。
中断号的申请主要过程为：
1．将所有的中断线探测一遍，看看哪些中断还没有被占用。那些没有被占用（或者是共享）的中断线作为备选线。
2．通过中断申请函数（request_irq(…)）申请选定的IRQ，还要指定申请的方式是独占
还是共享。
3．返回值为0表示成功，否则可以重新申请，或者返回错误。不过一般都有约定，比如
软盘的为2号中断线，所以大多数的情况下是可以成功返回的（毕竟我们先是做了检测的）。
3．内存的分配：内存分为高端、常规和DMA内存，DMA内存不用多说，只能用于DMA方式，而且它会避开MMU内存管理，不需要CPU的直接参与，此外由于DMA的通道是不能共享的，而PC机只有7条通道，所以也存在DMA通道的申请问题。块设备驱动程序必须使用缓冲区（和字符设备的最大区别），所以必须申请较大的“逻辑连续”内存块，当不能申请
到内存时（内核内存），内核要么是返回错误，要么是等待，直到有了足够的内存，再
予以分配！由于kmalloc(…)只能最多申请到128K的内存，所以在块设备驱动程序中申请缓冲区的时候都是使用get_free_pages(…)、get_free_page(…)等一次分配一页，或者
是多页的函数，同时为了防止出错，总是在申请到了缓冲区的时候就用0填充！同时，内存的申请一般在常规内存，当然可以通过设置诸如__GFP_HIGHMEM,__GFP_DMA等标志来请
求分配其他区段的内存。
简单的实现：内核提供了操作块设备的函数接口，由block_device_operations结构封装,起具体内容如下：
struct block_device_operations{
int (*open)(struct inode * inode, struct file * filp);
int (*release)(struct inode * inode,struct file * filp);
int (*check_media_change)(k_devt i_rdev);
int (*revalidate)(k_devt i_rdev);
};不知道你注意到了没有，在这个结构体里并没有read、write这样的数据传递函数，这是因为块设备不是象字符设备那样不需要缓冲区，它是通过中断请求，然后经由缓冲区
在用户和设备之间进行数据的传递。块设备的数据传递方式可以分为三种：没有队列（
no queue ,同步）、单个队列(single queue)、多队列(multi queue)。这里有一个细节
，并不是内核没完成一次请求就释放掉内存，这样容易造成内存碎片（memery fragmen t），而是在空闲内存达到一定程度才一起释放（至于到底什么程度就和CPU有关了，关
系到CPU的分页机制），不过这个是由内核完成的，驱动程序并不要实现它。一般在ope
n(…)函数里进行资源的探测和申请及打开设备，在release(…)实现相反的操作,可以参
看字符设备，这里不在赘述。
函数check_media_change（…）用来支持可以动设备，检查自上次修改以来设备有没有
发生改变，没有则返回0，否则为1，这里有个小技巧，就是定时过期（改动），PC机的
可移动存储器就是采用这种策略。函数revalidate(…)用来重新初始化设备。如下注册
块设备：
int init_module()
{
……
register_blkdev(int MyMajorNum,struct block_device_operations *,char * De viceName);
…..
}
其他的步骤和字符设备差不多，这里不再赘述。
III．网络设备驱动程序：网络设备在接受到数据或者是发送完数据的时候都要中断CPU
。网络设备接受到的数据都是放在由struct sk_buff结构组成的缓冲区里，然后通知用
户层把数据拿走。用户想要发送的数据也是先送到这样的缓冲区然后在发送出去。至于缓冲区的释放，和块设备驱动一样。其它诸如中断线的申请，内存的分配和块设备都差不多。网络设备和块设备驱动程序的难处是在硬件设备，但这不属于本文的范畴。注册网络设备就是在由内核维护的网络设备链表中加入一个代表当前网络设备的数据接个（struct net_device ），同时内核也提供了一些操纵网络设备的函数，封装在struct n et_device 结构里，这在头文件linux/net_device.h里可以看到，现列举如下：
int (*open)(struct net_device * dev);
int (*stop)(struct net_device * dev);
int (*hard_start_xmit)(struct sk_buff * skb,stuct net_device * dev);
int (*hard_header)(struct sk_buff * skb,struct net_device * dev, unsigned sh ort types,void * daddr,void * saddr,unsigned len);
int (*rebuild_header)(struct sk_buff * skb);
void (*tx_timeout)(struct net_device * dev);
struct net_device_states*(*get_states)(struct net_device * dev);
int (*set_config)(struct net_device* dev,struct ifmap *map);
int (*do_ioctl)(struct net_device *dev,struct ifreq * ifr,int cmd);
void (*set_multicast_list)(struct net_device * dev);
int (*set_mac_address)(struct net)device * dev,void * addr);
int (*change_mtu)(struct net_device * dev,int new_mtu);
int (*header_cache)(struct neighbour * neigh,struct hh_cache *hh);
int (*header_cache_update)(stuct hh_cache *hh,struct net_device * dev,unsign ed char * haddr);
int (*hard_header_parse)(struct sk_buff * skb,unsigned char * haddr);
在驱动程序里主要就是按照自己的目的来实现这些函数，此外就是硬件的探测和资源的申请。
网络设备的注册为：register_netdev(struct net_device);其它不再赘述！
五．设备驱动的展望：设备驱动程序除了完成必要的功能外，我们还可以实现其它的“附加”的功能，最好实现的就是数据的截取，如网络数据的截取。在实现网络设备的时候，数据都是通过一struct sk_buff结构描述的缓冲区做为中介来实现数据的双向传递，如果要截取来自外面发向机器，或者机器发给外面的数据，就可以从数据缓冲区考虑，在完成用户任务的同时截取想要的数据发到一个“库”。也可以把不想要的数据拒只“门”外，或者是不小心发送的东西给“留下”，从而防止“不恰当”的操作。
六．参考资料：《linux设备驱动程序》中国电力出版社
Linux设备驱动程序举例
Linux设备驱动程序设计实例2007-03-03 23:09 Linux系统中，设备驱动程序是操作系统内核的重要组成部分，在与硬件设备之间 建立了标准的抽象接口。通过这个接口，用户可以像处理普通文件一样，对硬件设 备进行打开(open)、关闭(close)、读写(read/write)等操作。通过分析和设计设 备驱动程序，可以深入理解Linux系统和进行系统开发。本文通过一个简单的例子 来说明设备驱动程序的设计。 1、程序清单 //MyDev.c 2000年2月7日编写 #ifndef __KERNEL__ #define __KERNEL__//按内核模块编译 #endif #ifndef MODULE #define MODULE//设备驱动程序模块编译 #endif #define DEVICE_NAME "MyDev" #define OPENSPK 1 #define CLOSESPK 2 //必要的头文件 #include
linux驱动程序的编写
linux驱动程序的编写 一、实验目的 1.掌握linux驱动程序的编写方法 2.掌握驱动程序动态模块的调试方法 3.掌握驱动程序填加到内核的方法 二、实验内容 1. 学习linux驱动程序的编写流程 2. 学习驱动程序动态模块的调试方法 3. 学习驱动程序填加到内核的流程 三、实验设备 PentiumII以上的PC机，LINUX操作系统，EL-ARM860实验箱 四、linux的驱动程序的编写 嵌入式应用对成本和实时性比较敏感，而对linux的应用主要体现在对硬件的驱动程序的编写和上层应用程序的开发上。 嵌入式linux驱动程序的基本结构和标准Linux的结构基本一致，也支持模块化模式，所以，大部分驱动程序编成模块化形式，而且，要求可以在不同的体系结构上安装。linux是可以支持模块化模式的，但由于嵌入式应用是针对具体的应用，所以，一般不采用该模式，而是把驱动程序直接编译进内核之中。但是这种模式是调试驱动模块的极佳方法。 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。同时,设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:对设备初始化和释放;把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据;读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据;检测和处理设备出现的错误。在linux操作系统下有字符设备和块设备，网络设备三类主要的设备文件类型。 字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读写请求时,实际的硬件I/O一般就紧接着发生了;块设备利用一块系统内存作为缓冲区,当用户进程对设备请求满足用户要求时,就返回请求的数据。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间来等待。 1 字符设备驱动结构 Linux字符设备驱动的关键数据结构是cdev和file_operations结构体。
Linux驱动程序工作原理简介
Linux驱动程序工作原理简介 一、linux驱动程序的数据结构 (1) 二、设备节点如何产生？ (2) 三、应用程序是如何访问设备驱动程序的？ (2) 四、为什么要有设备文件系统？ (3) 五、设备文件系统如何实现？ (4) 六、如何使用设备文件系统？ (4) 七、具体设备驱动程序分析 (5) 1、驱动程序初始化时，要注册设备节点，创建子设备文件 (5) 2、驱动程序卸载时要注销设备节点，删除设备文件 (7) 参考书目 (8) 一、linux驱动程序的数据结构 设备驱动程序实质上是提供一组供应用程序操作设备的接口函数。 各种设备由于功能不同，驱动程序提供的函数接口也不相同，但linux为了能够统一管理，规定了linux下设备驱动程序必须使用统一的接口函数file_operations 。 所以，一种设备的驱动程序主要内容就是提供这样的一组file_operations 接口函数。 那么，linux是如何管理种类繁多的设备驱动程序呢？ linux下设备大体分为块设备和字符设备两类。 内核中用2个全局数组存放这2类驱动程序。 #define MAX_CHRDEV 255 #define MAX_BLKDEV 255 struct device_struct { const char * name; struct file_operations * fops; }; static struct device_struct chrdevs[MAX_CHRDEV]; static struct { const char *name; struct block_device_operations *bdops; } blkdevs[MAX_BLKDEV]; //此处说明一下，struct block_device_operations是块设备驱动程序内部的接口函数，上层文件系统还是通过struct file_operations访问的。
一个简单的演示用的Linux字符设备驱动程序.
实现如下的功能: --字符设备驱动程序的结构及驱动程序需要实现的系统调用 --可以使用cat命令或者自编的readtest命令读出"设备"里的内容 --以8139网卡为例,演示了I/O端口和I/O内存的使用 本文中的大部分内容在Linux Device Driver这本书中都可以找到, 这本书是Linux驱动开发者的唯一圣经。 ================================================== ===== 先来看看整个驱动程序的入口,是char8139_init(这个函数 如果不指定MODULE_LICENSE("GPL", 在模块插入内核的 时候会出错,因为将非"GPL"的模块插入内核就沾污了内核的 "GPL"属性。 module_init(char8139_init; module_exit(char8139_exit; MODULE_LICENSE("GPL"; MODULE_AUTHOR("ypixunil"; MODULE_DESCRIPTION("Wierd char device driver for Realtek 8139 NIC"; 接着往下看char8139_init( static int __init char8139_init(void {
int result; PDBG("hello. init.\n"; /* register our char device */ result=register_chrdev(char8139_major, "char8139", &char8139_fops; if(result<0 { PDBG("Cannot allocate major device number!\n"; return result; } /* register_chrdev( will assign a major device number and return if it called * with "major" parameter set to 0 */ if(char8139_major == 0 char8139_major=result; /* allocate some kernel memory we need */ buffer=(unsigned char*(kmalloc(CHAR8139_BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL; if(!buffer { PDBG("Cannot allocate memory!\n"; result= -ENOMEM;
LINUX字符设备驱动编写基本流程
---简介 Linux下的MISC简单字符设备驱动虽然使用简单，但却不灵活。 只能建立主设备号为10的设备文件。字符设备比较容易理解，同时也能够满足大多数简 单的硬件设备,字符设备通过文件系统中的名字来读取。这些名字就是文件系统中的特 殊文件或者称为设备文件、文件系统的简单结点，一般位于/dev/目录下使用ls进行查 看会显示以C开头证明这是字符设备文件crw--w---- 1 root tty 4, 0 4月 14 11:05 tty0。 第一个数字是主设备号，第二个数字是次设备号。 ---分配和释放设备编号 1)在建立字符设备驱动时首先要获取设备号，为此目的的必要的函数是 register_chrdev_region,在linux/fs.h中声明：int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);first是你想 要分配的起始设备编号，first的次编号通常是0，count是你请求的连续设备编号的 总数。count如果太大会溢出到下一个主设备号中。name是设备的名字，他会出现在 /proc/devices 和sysfs中。操作成功返回0，如果失败会返回一个负的错误码。 2)如果明确知道设备号可用那么上一个方法可行，否则我们可以使用内核动态分配的设 备号int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor,unsigned int count, char *name);dev是个只输出的参数，firstminor请求的第一个要用的次编号， count和name的作用如上1)对于新驱动，最好的方法是进行动态分配 3)释放设备号，void unregister_chrdev_region(dev_t first unsigned int count); ---文件操作file_operations结构体，内部连接了多个设备具体操作函数。该变量内部 的函数指针指向驱动程序中的具体操作，没有对应动作的指针设置为NULL。 1)fops的第一个成员是struct module *owner 通常都是设置成THIS_MODULE。 linux/module.h中定义的宏。用来在他的操作还在被使用时阻止模块被卸载。 2)loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);该方法用以改变文件中的当前读/ 写位置 返回新位置。 3)ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);该函数用 以从设备文件 中读取数据，读取成功返回读取的字节数。
一个简单字符设备驱动实例
如何编写Linux设备驱动程序 Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本文是在编写一块多媒体卡编制的驱动程序后的总结，获得了一些经验，愿与Linux fans共享，有不当之处，请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能： 1）对设备初始化和释放； 2）把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3）读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4）检测和处理设备出现的错误。 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型，一种是字符设备，另一种是块设备。字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备。另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备
linux 驱动程序开发
1 什么是驱动 a)裸板驱动 b)有系统驱动linux 将驱动封装了一套框架（每个驱动） c)大量和硬件无关的代码已写好只需要编程实现和硬件相关的代码 d)难点：框架的理解代码的理解 e)需要三方面的知识： i.硬件相关的知识 1.电路原理图 2.芯片的数据手册 3.总线协议rs232 i2c等 ii.内核的知识 1.内核驱动属于内核的一部分，它运行在内核态需要对内核知识有了解 2.内存管理 3.解决竞争状态（如上锁） 4.。。。 iii.驱动框架的知识 1.内核中已经实现了大量硬件驱动完成了驱动的框架编程只需要根据硬 件进行添加 2 搭建linux驱动开发工具 a)安装交叉编译环境 i.arm-linux-gcc uboot PATH b)移植uboot c)移植内核 d)制作根文件系统然后通过nfs方式让开发板可以加载 3 内核驱动开发的基本知识 a)如何学驱动编程？ i.最好的老师就是内核源码（没有man 功能） 1.要是用某个函数就去查看某个函数的定义注释 2.查看内核中其他模块儿时如何使用该函数的 3.专业书籍： a)内核开发：linux内核的设计与实现机械工程出版社 b)驱动开发：圣经级别的-LDD3：LINUX DEVICE c)操作性别叫强的：精通linux设备驱动程序开发
关于linux内核： 1）linux内核中所使用的函数都是自身实现的它肯定不会调用c库中的函数 2）linux中代码绝大多数代码时gun c语言完成的不是标准c语言可以理解为标c的扩展版和少部分汇编 需要注意的问题： 1）内核态不能做浮点数运算 2）用户空间的每个进程都有独立的0-3G的虚拟空间 多个进程共享同一个内核 内核使用的地址空间为3G-4G 3）每个线程有独立的栈空间 4 写一个最简单的内核模块儿（因为驱动时内核的一个模块套路都一样） a)几个宏 i.__FUNCTION__:展开为所在函数的名称 ii.__LINE__:展开为printk所在的行号 iii.__DATE__:展开为编译程序的日期 b)通用头文件 i.#include
linux简单的gpio驱动实例
今天完成了嵌入式linux的第一个驱动的编写和测试，虽然是个简单的程序，但是麻雀虽小，五脏俱全，希望可以给刚开始接触驱动编写的人一些提示，共同进步。 源代码： 分析如下： 下面是我的驱动程序： #include
Linux设备驱动程序说明介绍
Linux设备驱动程序简介 Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel 中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序，获得了一些经验，愿与Linux fans共享，有不当之处，请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口.设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作.设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能: 1.对设备初始化和释放. 2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据. 3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据. 4.检测和处理设备出现的错误. 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型，一种是字符设备，另一种是块设备.字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作.块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道.每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还蔤强樯璞?另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们.设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度.也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作.如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck. 读/写时，它首先察看缓冲区的内容，如果缓冲区的数据 如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34，在低版本的kernel上可能会出现问题，我还没测试过. [code]#define __NO_VERSION__
Linux设备驱动程序学习(18)-USB 驱动程序(三)
Linux设备驱动程序学习（18）－USB 驱动程序（三） (2009-07-14 11:45) 分类：Linux设备驱动程序 USB urb （USB request block） 内核使用2.6.29.4 USB 设备驱动代码通过urb和所有的 USB 设备通讯。urb用 struct urb 结构描述（include/linux/usb.h ）。 urb以一种异步的方式同一个特定USB设备的特定端点发送或接受数据。一个USB 设备驱动可根据驱动的需要，分配多个 urb 给一个端点或重用单个 urb 给多个不同的端点。设备中的每个端点都处理一个 urb 队列, 所以多个 urb 可在队列清空之前被发送到相同的端点。 一个 urb 的典型生命循环如下: （1）被创建； （2）被分配给一个特定 USB 设备的特定端点； （3）被提交给 USB 核心； （4）被 USB 核心提交给特定设备的特定 USB 主机控制器驱动； （5）被 USB 主机控制器驱动处理, 并传送到设备； （6）以上操作完成后，USB主机控制器驱动通知 USB 设备驱动。 urb 也可被提交它的驱动在任何时间取消；如果设备被移除，urb 可以被USB 核心取消。urb 被动态创建并包含一个内部引用计数，使它们可以在最后一个用户释放它们时被自动释放。 struct urb
struct list_head urb_list;/* list head for use by the urb's * current owner */ struct list_head anchor_list;/* the URB may be anchored */ struct usb_anchor *anchor; struct usb_device *dev;/* 指向这个 urb 要发送的目标 struct usb_device 的指针,这个变量必须在这个 urb 被发送到 USB 核心之前被USB 驱动初始化.*/ struct usb_host_endpoint *ep;/* (internal) pointer to endpoint */ unsigned int pipe;/* 这个 urb 所要发送到的特定struct usb_device 的端点消息,这个变量必须在这个 urb 被发送到 USB 核心之前被 USB 驱动初始化.必须由下面的函数生成*/ int status;/*当 urb开始由 USB 核心处理或处理结束, 这个变量被设置为 urb 的当前状态. USB 驱动可安全访问这个变量的唯一时间是在 urb 结束处理例程函数中. 这个限制是为防止竞态. 对于等时 urb, 在这个变量中成功值(0)只表示这个 urb 是否已被去链. 为获得等时 urb 的详细状态, 应当检查 iso_frame_desc 变量. */ unsigned int transfer_flags;/* 传输设置*/ void*transfer_buffer;/* 指向用于发送数据到设备(OUT urb)或者从设备接收数据(IN urb)的缓冲区指针。为了主机控制器驱动正确访问这个缓冲, 它必须使用 kmalloc 调用来创建, 不是在堆栈或者静态内存中。对控制端点, 这个缓冲区用于数据中转*/ dma_addr_t transfer_dma;/* 用于以 DMA 方式传送数据到 USB 设备的缓冲区*/ int transfer_buffer_length;/* transfer_buffer 或者 transfer_dma 变量指向的缓冲区大小。如果这是 0, 传送缓冲没有被 USB 核心所使用。对于一个 OUT 端点, 如果这个端点大小比这个变量指定的值小, 对这个USB 设备的传输将被分成更小的块，以正确地传送数据。这种大的传送以连续的 USB 帧进行。在一个 urb 中提交一个大块数据, 并且使 USB 主机控制器去划分为更小的块, 比以连续地顺序发送小缓冲的速度快得多*/
Linux驱动框架及驱动加载
本讲主要概述Linux设备驱动框架、驱动程序的配置文件及常用的加载驱动程序的方法；并且介绍Red Hat Linux安装程序是如何加载驱动的，通过了解这个过程，我们可以自己将驱动程序放到引导盘中；安装完系统后，使用kudzu自动配置硬件程序。 Linux设备驱动概述 1. 内核和驱动模块 操作系统是通过各种驱动程序来驾驭硬件设备，它为用户屏蔽了各种各样的设备，驱动硬件是操作系统最基本的功能，并且提供统一的操作方式。正如我们查看屏幕上的文档时,不用去管到底使用nVIDIA芯片，还是ATI芯片的显示卡，只需知道输入命令后，需要的文字就显示在屏幕上。硬件驱动程序是操作系统最基本的组成部分，在Linux内核源程序中也占有较高的比例。 Linux内核中采用可加载的模块化设计（LKMs ，Loadable Kernel Modules），一般情况下编译的Linux内核是支持可插入式模块的，也就是将最基本的核心代码编译在内核中，其它的代码可以选择是在内核中，或者编译为内核的模块文件。 如果需要某种功能，比如需要访问一个NTFS分区，就加载相应的NTFS模块。这种设计可以使内核文件不至于太大，但是又可以支持很多的功能，必要时动态地加载。这是一种跟微内核设计不太一样，但却是切实可行的内核设计方案。 我们常见的驱动程序就是作为内核模块动态加载的，比如声卡驱动和网卡驱动等，而Linux最基础的驱动，如CPU、PCI总线、TCP/IP协议、APM（高级电源管理）、VFS等驱动程序则编译在内核文件中。有时也把内核模块就叫做驱动程序，只不过驱动的内容不一定是硬件罢了，比如ext3文件系统的驱动。 理解这一点很重要。因此，加载驱动时就是加载内核模块。下面来看一下有关模块的命令，在加载驱动程序要用到它们：lsmod、modprob、insmod、rmmod、modinfo。 lsmod
linux简单gpio驱动实例
Led test 今天完成了嵌入式linux的第一个驱动的编写和测试，虽然是个简单的程序， 但是麻雀虽小，五脏俱全，希望可以给刚开始接触驱动编写的人一些提示，共 同进步。 源代码： 分析如下： 下面是我的驱动程序： #include
从零开始搭建Linux驱动开发环境
参考： 韦东山视频第10课第一节内核启动流程分析之编译体验 第11课第三节构建根文件系统之busybox 第11课第四节构建根文件系统之构建根文件系统韦东山书籍《嵌入式linux应用开发完全手册》 其他《linux设备驱动程序》第三版 平台： JZ2440、mini2440或TQ2440 交叉网线和miniUSB PC机（windows系统和Vmware下的ubuntu12.04） 一、交叉编译环境的选型 具体的安装交叉编译工具，网上很多资料都有，我的那篇《arm-linux- gcc交叉环境相关知识》也有介绍，这里我只是想提示大家：构建跟文件系统中所用到的lib库一定要是本系统Ubuntu中的交叉编译环境arm-linux- gcc中的。即如果电脑ubuntu中的交叉编译环境为arm-linux-
二、主机、开发板和虚拟机要三者互通 w IP v2.0》一文中有详细的操作步骤，不再赘述。 linux 2.6.22.6_jz2440.patch组合而来，具体操作： 1. 解压缩内核和其补丁包 tar xjvf linux-2.6.22.6.tar.bz2 # 解压内核 tar xjvf linux-2.6.22.6_jz2440.tar.bz2 # 解压补丁
cd linux_2.6.22.6 patch –p1 < ../linux-2.6.22.6_jz2440.patch 3. 配置 在内核目录下执行make 2410_defconfig生成配置菜单，至于怎么配置，《嵌入式linux应用开发完全手册》有详细介绍。 4. 生成uImage make uImage 四、移植busybox 在我们的根文件系统中的/bin和/sbin目录下有各种命令的应用程序，而这些程序在嵌入式系统中都是通过busybox来构建的，每一个命令实际上都是一个指向bu sybox的链接,busybox通过传入的参数来决定进行何种命令操作。 1）配置busybox 解压busybox-1.7.0,然后进入该目录，使用make menuconfig进行配置。这里我们这配置两项 一是在编译选项选择动态库编译，当然你也可以选择静态，不过那样构建的根文件系统会比动态编译的的大。 ->Busybox Settings ->Build Options
怎样写linux下的USB设备驱动程序
怎样写linux下的USB设备驱动程序 发布时间：2007年11月19日 引言 随着人们生活水平的提高，我们用到的USB设备也越来越多，但是Linux在硬件配置上仍然没有做到完全即插即用，对于Linux怎样配置和使用他们，也越来越成为困扰我们的一大问题；本文的目地是使大家了解怎样编制USB设备驱动，为更好地配置和使用USB设备提供方便；对于希望开发Linux系统下USB设备驱动的人员，也可作为进一步学习USB驱动的大体架构进而编写出特殊USB设备的驱动程序。 USB基础知识 USB是英文Universal Serial Bus的缩写，意为通用串行总线。USB最初是为了替代许多不同的低速总线（包括并行、串行和键盘连接）而设计的，它以单一类型的总线连接各种不同的类型的设备。USB的发展已经超越了这些低速的连接方式，它现在可以支持几乎所有可以连接到PC上的设备。最新的USB规范修订了理论上高达480Mbps的高速连接。Linux内核支持两种主要类型的USB驱动程序：宿主系统上的驱动程序和设备上的驱动程序，从宿主的观点来看（一个普通的宿主也就是一个PC机），宿主系统的USB设备驱动程序控制插入其中的USB设备，而USB设备的驱动程序控制该设备如何作为一个USB设备和主机通信。本文将详细介绍运行于PC机上的USB系统是如何运作的。并同时用USB驱动程序的框架程序当例子作详细的说明，我们在此文中不讨论USB器件的驱动程序。 USB驱动程序基础 在动手写USB驱动程序这前，让我们先看看写的USB驱动程序在内核中的结构，如下图： USB驱动程序存在于不同的内核子系统和USB硬件控制器之间，USB核心为USB驱动程序提供了一个用于访问和控制USB硬件的接口，而不必考虑系统当前存在的各种不同类型的USB硬件控制器。USB是一个非常复杂的设备，linux内核为我们提供了一个称为USB的核心的子系统来处理大部分的复杂性，USB
基于Linux系统的HHARM9电机驱动程序设计
收稿日期:2005-09-22 作者简介:朱华生(1965-),男,江西临川人,副教授. 文章编号:1006-4869(2005)04-0051-03 基于Linux 系统的HHARM9电机驱动程序设计 朱华生,胡凯利 (南昌工程学院计算机科学与技术系,江西南昌330099) 摘 要:对嵌入式Linux 操作系统驱动程序的组成进行分析,讨论了驱动程序的基本框架,以HHARM9电机控制为实例,详细论述了电机驱动程序的实现过程. 关键词:嵌入式;Linux;驱动程序 中图分类号:TP316 文献标识码:A Linux System -Based Design of HHARM 9Electromotor Driver ZHU Hua -sheng,HU Ka-i li (Department of Computer and Science,Nanchang Institute of Technology,Nanchang 330099,China) Abstract:The paper analyses the composition of driver in embedded linux system,disuses its basic frame of driver,and illustrales the process of driver design of HHARM9electromotor in detail. Key words:Embedded;Linux; driver 嵌入式Linux 操作系统因具有免费、开放源代码、强大的网络功能等 特点,在嵌入式产品中得到越来越广泛的应用.基于Linux 操作系统的嵌入 式产品结构[1]如图1所示.本文主要探讨嵌入式系统驱动程序的设计. 1 嵌入式Linux 操作系统驱动程序简介 1)驱动程序和应用程序的区别 驱动程序的设计和应用程序的设计有很大的区别[2].首先,驱动程序 的设计要对硬件的结构、信号的工作流程十分清楚,而在应用程序的设计 中,一般不需要了解这些.其次,应用程序一般有一个main 函数,从头到尾 执行一个任务;驱动程序却不同,它没有main 函数,通过使用宏module _init(初始化函数名),将初始化函数加入内核全局初始化函数列表中,在内核初始化时执行驱动的初始化函数,从而完成驱动的初始化和注册,之后驱动便停止等待被应用软件调用.应用程序可以和GLIB C 库连接,因此可以包含标准的头文件,比如
linux驱动程序实验报告
字符设备驱动程序 实验报告 院系名称： 学生姓名： 学号： 专业名称： 班级： 年月日至时间： 年月日
实验题目字符设备驱动程序 一、实验目的 通过编写一个简单的C语言字符设备驱动程序，来加深对上次的内存管理实验的复习，以及对本次学习的字符设备驱动的应用。 二、实验内容 编写一个字符设备驱动程序，以内核模块的形式插入内核，编译方法与内核编译方法一致。创建设备节点，然后通过编写一个测试程序，输出“hello world！”。 三、实验步骤 ①用C语言编写一个字符设备驱动程序； ②编译，链接，将程序插入内核模块中； ③创建设备节点，编写测试程序，运行输出“hello world”。 四、调试以及运行过程 因为用的是学校的电脑，在运行时，就出现错误。开始是怎么都插不进去模块。最后发现原来是makefile文件开始用小写，后来改成Makefile,，竟然对了。虽然最后显示内核模块插入了，但是无法进行编译，总是显示，无法正常运行。最后，把代码拷进同学电脑里，对了。才发现，有时要相信自己，换一个位置去试，就会发现惊喜。 五、心得体会 对于程序，我们要多练，才能懂得其真正的用处在哪里。没有编写程序运行前只知道一点皮毛，真正操作后才会受益匪浅。通过编写字符设备驱动程序，我知道了当我们不会写代码时，可以先试着把别人的类似代码敲一遍，然后找出那种属于自己的感觉，理解清楚别人的思想，然后根据需要编写属于自己的代码。 六、源代码 1.字符设备驱动程序 #include
linux驱动程序进入内核
ARM-uClinux下编写加载驱动程序详细过程 本文主要介绍在uClinux下，通过加载模块的方式调试IO控制蜂鸣器的驱动程序。实验过程与上篇文章所讲的过程基本相似，更多注重细节及注意事项。 本文适合学习ARM—Linux的初学者。 //================================================================== 硬件平台：MagicARM2200教学试验开发平台（LPC2290） Linux version 2.4.24，gcc version 2.95.3 电路连接：P0.7——蜂鸣器，低电平发声。 实验条件：uClinux内核已经下载到开发板上，能够正常运行；与宿主机相连的网络、串口连接正常。 //================================================================== 编写蜂鸣器的驱动程序相对来说容易实现，不需要处理中断等繁琐的过程，本文以蜂鸣器的驱动程序为例，详细说明模块化驱动程序设计的主要过程和注意事项。 一、编写驱动程序 驱动程序的编写与上文所说的编写过程基本相同，这里再详细说明一下。 //========================================== //蜂鸣器驱动程序：beep.c文件 //------------------------------------------------------------------- #include
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