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linux字元驅動

發布時間: 2023-09-25 21:13:24

linux的設備驅動一般分為幾類各有什麼特點

大致分為三類,字元驅動,塊設備驅動,網路設備驅動。
字元設備可以看成是用位元組流存取的文件

塊設備則可以看成是可以任意存取位元組數的字元設備,在應用上只是內核管理數據方式不同

網路設備可以是一個硬體設備,或者是軟體設備,他沒有相應的read write,它是面向流的一種特殊設備。

⑵ 請問Linux驅動程序中,字元設備驅動,塊設備驅動以及網路驅動的區別和比較,學的時候需要注意些什麼

可以講字元設備和塊設備歸為一類,它們都是可以順序/隨機地進行讀取和存儲的單元,二者驅動主要在於塊設備需要具體的burst實現,對訪問也有一定的邊界要求。其他的沒有什麼不同。
網路設備是特殊設備的驅動,它負責接收和發送幀數據,可能是物理幀,也可能是ip數據包,這些特性都有網路驅動決定。它並不存在於/dev下面,所以與一般的設備不同。網路設備是一個net_device結構,並通過register_netdev注冊到系統里,最後通過ifconfig -a的命令就能看到。
不論是什麼設備,設備級的數據傳輸都是基本類似的,內核里的數據表示只是一部分,更重要的是匯流排的訪問,例如串列spi,i2c,並行dma等。

⑶ 嵌入式linux系統開發詳解_嵌入式linux系統介紹

嵌入式Linux開發從下到上分為:嵌入式硬體開發、嵌入式驅動開發、嵌入式系統開發、嵌入式軟體開發。

一、嵌入式硬體開發:熟悉電路等知識,非常熟悉各種常用元器件,掌握模擬電路和數字電路設計的開發能力。熟練掌握嵌入式硬體知識,熟悉硬體開發模式和設計模式,熟悉ARM32位處理器嵌入式硬體平台開發、並具備產品開發經驗。精通常用的硬體設計工具:Protel/PADS(PowerPCB)/Cadence/OrCad。一般需要有4~8層高速PCB設計經驗。

二、嵌入式驅動開發:熟練掌握Linux操作系統、系統結構、計算機組成原理、數據結構相關知識。熟悉嵌入式ARM開發,至少掌握Linux字元驅動程序開發。具有單片機、ARM嵌入式處理器的移植開發能力,理解硬體原理圖,能獨立完成相關硬體驅動調試,具有扎實的硬體知識,能夠根據晶元手冊編寫軟體驅動程序。

三、嵌入式系統開發:掌握Linux系統配置,精通處理器體系結構、編程環境、指令集、定址方式、調試、匯編和混合編程等方面的內容;掌握Linux文件系統製作,熟悉各種文件系統格式(YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK等);熟悉嵌入式Linux啟動流程,熟悉Linux配置文件的修改;掌握內核裁減、內核移植、交叉編譯、內核調試、啟動程序Bootloader編寫、根文件系統製作和集成部前胡署Linux系統等整個流程;、熟悉搭建Linux軟體開發環境(庫文件的交叉編譯及環境配置等);

四、嵌入式軟體開發:精通Linux操作系統的概念和安裝方法、Linux下的基本命令、管理配置和編輯器,包括VI編輯器,GCC編譯器,GDB調試器和Make項目乎悔敗管理工具等知識;精通C語言的高級編程知識,包括函數與程序結構、指針、數組、常用演算法、庫函數的使用等知識、數據結構的基礎內容,包括鏈表、隊列等;掌握面向對象編程的基本思想,以及C語言的基礎內容;精通嵌入式Linux下的程序設計,精通嵌入式Linux開發環境,包括系統編程、文件I/O、多進程和多線程、網路編程、GUI圖形界面編程、資料庫;熟悉常用的歲顫圖形庫的編程,如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。

所以如果你要做嵌入式軟體開發的話,上面那些知識基本夠用了。

⑷ linux驅動程序結構框架及工作原理分別是什麼

一、Linux device driver 的概念x0dx0ax0dx0a系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面,設備驅動程序是操作系統內核和機器硬體之間的介面。設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節,這樣在應用程序看來,硬體設備只是一個設備文件,應用程序可以象操作普通文件一樣對硬體設備進行操作。設備驅動程序是內核的一部分,它完成以下的功能:x0dx0ax0dx0a1、對設備初始化和釋放;x0dx0ax0dx0a2、把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據;x0dx0ax0dx0a3、讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據;x0dx0ax0dx0a4、檢測和處理設備出現的錯誤。x0dx0ax0dx0a在Linux操作系統下有三類主要的設備文件類型,一是字元設備,二是塊設備,三是網路設備。字元設備和塊設備的主要區別是:在對字元設備發出讀/寫請求時,實際的硬體I/O一般就緊接著發生了,塊設備則不然,它利用一塊系統內存作緩沖區,當用戶進程對設備請求能滿足用戶的要求,就返回請求的數據,如果不能,就調用請求函數來進行實際的I/O操作。塊設備是主要針對磁碟等慢速設備設計的,以免耗費過多的CPU時間來等待。x0dx0ax0dx0a已經提到,用戶進程是通過設備文件來與實際的硬體打交道。每個設備文件都都有其文件屬性(c/b),表示是字元設備還是塊設備?另外每個文件都有兩個設備號,第一個是主設備號,標識驅動程序,第二個是從設備號,標識使用同一個設備驅動程序的不同的硬體設備,比如有兩個軟盤,就可以用從設備號來區分他們。設備文件的的主設備號必須與設備驅動程序在登記時申請的主設備號一致,否則用戶進程將無法訪問到驅動程序。x0dx0ax0dx0a最後必須提到的是,在用戶進程調用驅動程序時,系統進入核心態,這時不再是搶先式調度。也就是說,系統必須在你的驅動程序的子函數返回後才能進行其他的工作。如果你的驅動程序陷入死循環,不幸的是你只有重新啟動機器了,然後就是漫長的fsck。x0dx0ax0dx0a二、實例剖析x0dx0ax0dx0a我們來寫一個最簡單的字元設備驅動程序。雖然它什麼也不做,但是通過它可以了解Linux的設備驅動程序的工作原理。把下面的C代碼輸入機器,你就會獲得一個真正的設備驅動程序。x0dx0ax0dx0a由於用戶進程是通過設備文件同硬體打交道,對設備文件的操作方式不外乎就是一些系統調用,如 open,read,write,close?, 注意,不是fopen, fread,但是如何把系統調用和驅動程序關聯起來呢?這需要了解一個非常關鍵的數據結構:x0dx0ax0dx0aSTruct file_operatiONs {x0dx0ax0dx0aint (*seek) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);x0dx0ax0dx0aint (*read) (struct inode * ,struct file *, char ,int);x0dx0ax0dx0aint (*write) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);x0dx0ax0dx0aint (*readdir) (struct inode * ,struct file *, struct dirent * ,int);x0dx0ax0dx0aint (*select) (struct inode * ,struct file *, int ,select_table *);x0dx0ax0dx0aint (*ioctl) (struct inode * ,struct file *, unsined int ,unsigned long);x0dx0ax0dx0aint (*mmap) (struct inode * ,struct file *, struct vm_area_struct *);x0dx0ax0dx0aint (*open) (struct inode * ,struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*release) (struct inode * ,struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*fsync) (struct inode * ,struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*fasync) (struct inode * ,struct file *,int);x0dx0ax0dx0aint (*check_media_change) (struct inode * ,struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*revalidate) (dev_t dev);x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a這個結構的每一個成員的名字都對應著一個系統調用。用戶進程利用系統調用在對設備文件進行諸如read/write操作時,系統調用通過設備文件的主設備號找到相應的設備驅動程序,然後讀取這個數據結構相應的函數指針,接著把控制權交給該函數。這是linux的設備驅動程序工作的基本原理。既然是這樣,則編寫設備驅動程序的主要工作就是編寫子函數,並填充file_operations的各個域。x0dx0ax0dx0a下面就開始寫子程序。x0dx0ax0dx0a#include 基本的類型定義x0dx0ax0dx0a#include 文件系統使用相關的頭文件x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0aunsigned int test_major = 0;x0dx0ax0dx0astatic int read_test(struct inode *inode,struct file *file,char *buf,int count)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aint left; 用戶空間和內核空間x0dx0ax0dx0aif (verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count) == -EFAULT )x0dx0ax0dx0areturn -EFAULT;x0dx0ax0dx0afor(left = count ; left > 0 ; left--)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0a__put_user(1,buf,1);x0dx0ax0dx0abuf++;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0areturn count;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a這個函數是為read調用准備的。當調用read時,read_test()被調用,它把用戶的緩沖區全部寫1。buf 是read調用的一個參數。它是用戶進程空間的一個地址。但是在read_test被調用時,系統進入核心態。所以不能使用buf這個地址,必須用__put_user(),這是kernel提供的一個函數,用於向用戶傳送數據。另外還有很多類似功能的函數。請參考,在向用戶空間拷貝數據之前,必須驗證buf是否可用。這就用到函數verify_area。為了驗證BUF是否可以用。x0dx0ax0dx0astatic int write_test(struct inode *inode,struct file *file,const char *buf,int count)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0areturn count;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0astatic int open_test(struct inode *inode,struct file *file )x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aMOD_INC_USE_COUNT; 模塊計數加以,表示當前內核有個設備載入內核當中去x0dx0ax0dx0areturn 0;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0astatic void release_test(struct inode *inode,struct file *file )x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aMOD_DEC_USE_COUNT;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a這幾個函數都是空操作。實際調用發生時什麼也不做,他們僅僅為下面的結構提供函數指針。x0dx0ax0dx0astruct file_operations test_fops = {?x0dx0ax0dx0aread_test,x0dx0ax0dx0awrite_test,x0dx0ax0dx0aopen_test,x0dx0ax0dx0arelease_test,x0dx0ax0dx0a};x0dx0ax0dx0a設備驅動程序的主體可以說是寫好了。現在要把驅動程序嵌入內核。驅動程序可以按照兩種方式編譯。一種是編譯進kernel,另一種是編譯成模塊(moles),如果編譯進內核的話,會增加內核的大小,還要改動內核的源文件,而且不能動態的卸載,不利於調試,所以推薦使用模塊方式。x0dx0ax0dx0aint init_mole(void)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aint result;x0dx0ax0dx0aresult = register_chrdev(0, "test", &test_fops); 對設備操作的整個介面x0dx0ax0dx0aif (result < 0) {x0dx0ax0dx0aprintk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");x0dx0ax0dx0areturn result;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0aif (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */x0dx0ax0dx0areturn 0;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a在用insmod命令將編譯好的模塊調入內存時,init_mole 函數被調用。在這里,init_mole只做了一件事,就是向系統的字元設備表登記了一個字元設備。register_chrdev需要三個參數,參數一是希望獲得的設備號,如果是零的話,系統將選擇一個沒有被佔用的設備號返回。參數二是設備文件名,參數三用來登記驅動程序實際執行操作的函數的指針。x0dx0ax0dx0a如果登記成功,返回設備的主設備號,不成功,返回一個負值。x0dx0ax0dx0avoid cleanup_mole(void)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aunregister_chrdev(test_major,"test");x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a在用rmmod卸載模塊時,cleanup_mole函數被調用,它釋放字元設備test在系統字元設備表中佔有的表項。x0dx0ax0dx0a一個極其簡單的字元設備可以說寫好了,文件名就叫test.c吧。x0dx0ax0dx0a下面編譯 :x0dx0ax0dx0a$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c _c表示輸出制定名,自動生成.o文件x0dx0ax0dx0a得到文件test.o就是一個設備驅動程序。x0dx0ax0dx0a如果設備驅動程序有多個文件,把每個文件按上面的命令行編譯,然後x0dx0ax0dx0ald ?-r ?file1.o ?file2.o ?-o ?molename。x0dx0ax0dx0a驅動程序已經編譯好了,現在把它安裝到系統中去。x0dx0ax0dx0a$ insmod ?_f ?test.ox0dx0ax0dx0a如果安裝成功,在/proc/devices文件中就可以看到設備test,並可以看到它的主設備號。要卸載的話,運行 :x0dx0ax0dx0a$ rmmod testx0dx0ax0dx0a下一步要創建設備文件。x0dx0ax0dx0amknod /dev/test c major minorx0dx0ax0dx0ac 是指字元設備,major是主設備號,就是在/proc/devices里看到的。x0dx0ax0dx0a用shell命令x0dx0ax0dx0a$ cat /proc/devicesx0dx0ax0dx0a就可以獲得主設備號,可以把上面的命令行加入你的shell script中去。x0dx0ax0dx0aminor是從設備號,設置成0就可以了。x0dx0ax0dx0a我們現在可以通過設備文件來訪問我們的驅動程序。寫一個小小的測試程序。x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0amain()x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aint testdev;x0dx0ax0dx0aint i;x0dx0ax0dx0achar buf[10];x0dx0ax0dx0atestdev = open("/dev/test",O_RDWR);x0dx0ax0dx0aif ( testdev == -1 )x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aprintf("Cann't open file \n");x0dx0ax0dx0aexit(0);x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0aread(testdev,buf,10);x0dx0ax0dx0afor (i = 0; i < 10;i++)x0dx0ax0dx0aprintf("%d\n",buf[i]);x0dx0ax0dx0aclose(testdev);x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a編譯運行,看看是不是列印出全1 x0dx0ax0dx0a以上只是一個簡單的演示。真正實用的驅動程序要復雜的多,要處理如中斷,DMA,I/O port等問題。這些才是真正的難點。上述給出了一個簡單的字元設備驅動編寫的框架和原理,更為復雜的編寫需要去認真研究LINUX內核的運行機制和具體的設備運行的機制等等。希望大家好好掌握LINUX設備驅動程序編寫的方法。

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