linux工作原理
❶ linux 虛擬文件系統的作用以及工作原理~~
虛擬文件系統（VFS）其實也可以翻譯成虛擬文件系統轉換（virtual filesystem switch）。可以看出來它的作用就是提供一個通用的介面來處理與Unix標准文件系統相關的所有系統調用。它所隱含的思想就是把表示很多不同種類的文件系統的共同信息放入內核；其中有一個欄位火函數來支持linux所支持的所有實際文件系統所提供的任何操作。對所調用的每個讀寫或者其他函數，內核都能把它們替換成支持本地linux文件系統，NTFS文件系統或者文件所在的任何文件系統的實際函數。
至於vfs的工作原理 就不是三言兩語可以解釋清楚的了、裡麵包含了很多知識包括文件系統、超級塊、i節點等等知識。其實主要就是用戶安裝了不同的文件系統，每個特定文件系統上都實現了包括open（） close（），read（），write（）等等的操作，在安裝的時候，每個特定的文件系統會在虛擬文件系統上注冊，當用戶需要對特定文件系統進行操作時 只需調用統一的系統調用，虛擬文件系統能夠調用對應文件系統上的函數來對文件進行操作。詳細的工作原理和實現 樓主需要花時間去學一學操作系統知識可一參考《深入理解Linux內核》《深入linux內核架構》等書
❷ 在linux下,NetworkManager是怎麼工作的 能否告訴我他的工作方式和工作原理.
什麼是NetworkManager?
NetworkManager由幾個部分組成：一個管理系統網路連接、並且將其狀態通過D-BUS進行報告的後台服務，以及一個允許用戶管理網路連接的客戶端程序。開發NetworkManager的初衷是簡化網路連接的工作，讓桌面本身和其他應用程序能感知網路。
絕大部分用戶不必關心NetworkManager的後台服務，他們只通過GUI的applets來管理網路連接。對於GNOME和Xfce那就是 nm-applet工具，而對於KDE用戶來說就是KNetworkManager了。
許多Linux用戶不記得，甚至根本不曾認識到在早期Linux裡面管理網路連接時的那種折騰與痛苦。尤其是對於筆記本用戶這種需要連接到兩個甚至更多網 絡的情況。雖然早期版本的NetworkManager用起來也是一種痛苦（那個時候曾經有個外號叫NetworkMangler，即網路磨肉機），不過現在它已經成為了一個強大的工具，讓管理網路不再痛苦。
比如說吧，我記得兩年前我把我的Verizon無線EV-DO卡裝入openSUSE 11.0的時候，NetworkManager根本不需要任何設置。它識別了這張卡，並且出現在GNOME工具欄的下拉菜單裡面，唯一須要進行的操作就是 點擊「連接」。這是這些年來我碰到的最簡單的配置無線網卡的方式。
不過總是有需要改進的地方，因此NetworkManager也在繼續發展。即將到來的0.8.1版本已經可以在Fedora 13中找到，帶來了許許多多的改進和新功能。
0.8.1的新功能
最新版本的NetworkManager包括了許多新的特徵，其中絕大部分都跟支持更多的的網路設備有關。移動用戶將會很喜歡這個版本，因為 0.8.1增加了用於GSM、UMTS和CDMA卡等移動寬頻設備ModemManager的支持。使用ModemManager也有新的功能，比如信號強度顯示和選擇2G/3G模式的功能。最後（當然並不止這些），你還可以關掉漫遊功能以避免產生額外的連接費用。
0.8.1還支持使用藍牙，不僅支持個人區域網路(PAN)上網，也支持老的藍牙撥號網路(DUN)協議。所有（或者說最多）支持的設備可以在 wiki上找到。
如果你是為數不多的使用IPv6聯網的用戶之一（事實上他們發誓以後每個人都會用上），你會很高興地發現現在NetworkManager支持 IPv6的自動配置和靜態IP了。0.8.1版本還會帶來IPv6的DHCP支持。
盡管大多數最近的改變都是增強設備或者協議的支持，可0.8.1也同樣給我們代來了一個新的漂亮的客戶端界面。
命令行介面
在我看來，0.8.1中最有趣的特徵是nmcli，一個NetworkManager的命令行介面。雖然NetworkManager在管理網路連接方面有著巨大的飛躍，但是有一點倒退到老風格的管理方式的是忽略了命令行介面。只用GUI配置網路有錯嗎？
有幾個問題。一部分用戶可能沒有使用能夠方便地支持NetworkManager的applet的桌面環境或者窗口管理器。有些人或者根本就沒有使用GUI環境。用戶也有可能想通過編寫腳本的方式來管理網路介面，如果唯一可用的控制器是GUI的話這會變得非常困難。
終於，NetworkManager有了自己 的CLI工具，nmcli。使用nmcli用戶可以查詢網路連接的狀態，也可以用來管理。這個工具依然有點原始，不過其語法相對簡單，並且對於那些真正需 要在CLI中使用NetworkManager的人來說並不太難掌握。比如，列舉系統中的網路介面只需要運行：
nmcli dev list就會顯示一些類似於下面的輸出:
- Device: eth0 -----------------------------------------------------------------
Type 802-3-ethernet
Driver pcnet32
State connected
Default no
HW Address 00:0C:29:C3:87:30
Capabilities:
Carrier Detect yes
Wired Properties
Carrier on
IPv4 Settings:
Address 172.16.146.140
Prefix 24 (255.255.255.0)
Gateway 172.16.146.2
DNS 172.16.146.2
如果你想要關閉一個連接，你可以使用諸如nmcli con down id <id>的東西, 這里<id>是某個連接的ID。nmcli現在還不像ifconfig那樣靈活和功能完善，不過這僅僅是一個開始。
展望未來
毫無疑問，NetworkManager尚未完成，或許永遠也不可能完成。總有新的設備需要支持，新的功能需要增加。另外，NetworkManager在讓許多用戶在使用主流、標準的網路配置時變得簡便，但未必適應那些不常見的配置。
比如，很有可能在0.8.2或者以後版本中出現的功能有 網路介面bonding 和為一個乙太網介面 同時分配一個PPPoE地址和本地地址。
不管怎麼說，NetworkManager已經成為Linux桌面的一項殺手級功能。如果你不曾想過管理家裡，辦公室和旅途中的各種網路連接是多麼的復雜，那麼你可以感謝NetworkManager，是它讓你的生活變得更加輕松。
❸ 請問linux是如何產生和其發展的過程
一、簡單的說： 一個名叫Linus Torvalds 的芬蘭大學生想要了解Intel的新CPU386。他認為比較好的學習方法是自己編寫一個操作系統的內核。出於這種目的，加上他對當時Unix 變種版本（即Minix）對於80386類機器的脆弱支持十分不滿，他決定要開發出一個全功能的、支持POSIX標準的、類Unix的操作系統內核，該系統吸收了BSD和System V的優點，同時摒棄了它們的缺點。Linus獨立把這個內核開發到0.02 版，這個版本已經可以運行gcc、bash 和很少的一些應用程序。這些就是他開始的全部工作了。後來，他又開始在網際網路上尋求廣泛的幫助。
二、具體的分析： Linux 操作系統的誕生、發展和成長過程依賴於以下五個重要支柱：
UNIX 操作系統、 MINIX操作系統、 GNU 計劃、 POSIX 標准 、 Internet 網路。
UNIX操作系統
Linux 操作系統是UNIX 操作系統的一個克隆版本。UNIX 操作系統是美國貝爾實驗室的Ken.Thompson和Dennis Ritchie 於1969 年夏在DEC PDP-7 小型計算機上開發的一個分時操作系統。Ken Thompson 為了能在閑置不用的PDP-7 計算機上運行他非常喜歡的星際旅行（Space travel）游戲，於是在1969 年夏天乘他夫人回家鄉加利福尼亞渡假期間，在一個月內開發出了UNIX 操作系統的原型。當時使用的是BCPL 語言（基本組合編程語言），後經Dennis Ritchie 於1972 年用移植性很強的c語言進行了改寫，使得UNIX 系統在大專院校得到了推廣。
MINIX操作系統
MINIX 系統是由Andrew S. Tanenbaum（AST）開發的。AST 是在荷蘭Amsterdam 的Vrije 大學數學與計算機科學系統工作，是ACM 和IEEE 的資深會員(全世界也只有很少人是兩會的資深會員)。MINIX 是他1987 年編制的，主要用於學生學習操作系統原理。到1991 年時版本是1.5。目前主要有兩個版本在使用：1.5 版和2.0 版。當然目前MINIX 系統已經是免費的，可以從許多FTP 上下載。
對於Linux 系統，他後來曾表示對其開發者Linus的稱贊。但他認為Linux的發展很大原因是由於他為了保持MINIX 的小型化，能讓學生在一個學期內就能學完，因而沒有接納全世界許多人對MINIX的擴展要求。因此在這樣的前提下激發了Linus 編寫Linux 系統。當然Linus 也正好抓住了這個好時機。
作為一個操作系統，MINIX 並不是優秀者，但它同時提供了用C 語言和匯編語言編寫的系統源代碼。這是第一次使得有抱負的程序員或hacker 能夠閱讀操作系統的源代碼。在當時，這種源代碼是軟體商們一直小心守護著的秘密。
GNU計劃
軟體產業在70年代成就了兩位針鋒相對的領袖人物，來自哈佛大學的比爾·蓋茨和Richard M.Stallman。前者宣布了Copyright(版權)時代的到來，並構建了微軟帝國的輝煌；後者於1984年創立自由軟體體系GNU，擬定普遍公用版權協議（GeneralPublicLicense，簡稱GPL），今天Linux的成功就得益於GPL協議。
所有GPL協議下的自由軟體都遵循著Richard M. Stallman的"Copyleft"(非版權)原則：即自由軟體允許用戶自由拷貝、修改和銷售，但是對其源代碼的任何修改都必須向所有用戶公開。
GNU 計劃和自由軟體基金會FSF(the Free Software Foundation)是由Richard M. Stallman 於1984 年一手創辦的。旨在開發一個類似UNIX 並且是自由軟體的完整操作系統：GNU 系統（GNU 是"GNU's Not Unix"的遞歸縮寫，它的發音為"guh-NEW"）。
各種使用Linux 作為核心的GNU 操作系統正在被廣泛的使用。雖然這些系統通常被稱作"Linux"，但是Stallman 認為，嚴格地說，它們應該被稱為GNU/Linux系統。
到上世紀90 年代初，GNU 項目已經開發出許多高質量的免費軟體，其中包括有名的emacs 編輯系統、bash shell 程序、gcc 系列編譯程序、gdb 調試程序等等。這些軟體為Linux 操作系統的開發創造了一個合適的環境。這是Linux 能夠誕生的基礎之一，以至於目前許多人都將Linux 操作系統稱為「GNU/Linux」操作系統。
POSIX標准
POSIX（Portable Operating System Interface for Computing Systems）是由IEEE 和ISO/IEC 開發的一簇標准。該標準是基於現有的UNIX 實踐和經驗，描述了操作系統的調用服務介面。用於保證編制的應用程序可以在源代碼一級上在多種操作系統上移植和運行。它是在1980 年早期一個UNIX 用戶組(usr/group)的早期工作基礎上取得的。該UNIX 用戶組原來試圖將AT&T 的System V 操作系統和BerkeleyCSRG 的BSD 操作系統的調用介面之間的區別重新調和集成。並於1984 年定製出了/usr/group 標准。
關於POSIX標準的制定過程：略。
在90 年代初，POSIX 標準的制定正處在最後投票敲定的時候，那是1991-1993 年間。此時正是Linux剛剛起步的時候，這個UNIX 標准為Linux 提供了極為重要的信息，使得Linux 能夠在標準的指導下進行開發，並能夠與絕大多數UNIX 操作系統兼容。在最初的Linux 內核源代碼中（0.01 版、0.11 版）就已經為Linux 系統與POSIX 標準的兼容做好了准備工作。在Linux 0.01 版內核的/include/unistd.h 文件中就已經定義了幾個有關POSXI 標准要求的符號常數，而且Linus 在注釋中已寫道：「OK，這也許是個玩笑，但我正在著手研究它呢」。
可參考下《Linux就該這么學》了解更詳細的Linux知識。
❹ linux下c語言編譯器的工作原理是怎麼樣的/
c語言編譯器的工作原理都差不多的。一般來說分為四個階斷；
1、預處理階斷，主要是文本替換操作。有預處理器完成。
2、編譯階斷，將C源碼生成匯編代碼，這個是有C語言編譯器來完成的，默認linux下是cc。
3、匯編階斷，將匯編代碼，生成相應的可執行體，即二進制文件。
這個過程都可以自己通過給gcc加入參數來詳細的獲取這些過程的，具體可以參考：http://jingyan..com/article/03b2f78c1d6ede5ea237aed7.html
❺ linux 管道原理
Linux原理的學習，我打算由淺入深，從上之下，也就是先了解個大概再逐個深入。先了解一下Linux的進程先。
一、Linux進程上下文
Linux進程上下文，我理解就是進程組成元素的集合。包括進程描述符tast_struct，正文段，數據段，棧，寄存器內容，頁表等。
1）tast_struct
它是一種數據結構，存儲著進程的描述信息，例如pid，uid，狀態，信號項，打開文件表等。是進程管理和調度的重要依據。
2）用戶棧和核心棧
顧名思義，用戶棧是進程運行在用戶態使用的棧，含有用戶態執行時候函數調用的參數，局部變數等；核心棧是該進程運行在核心態下用的棧，保存調用系統函數所用的參數和調用序列。這兩個棧的指針都保存在tast_struct結構中。
3）寄存器
保存程序計數器，狀態字，通用寄存器，棧指針。
4）頁表
線性地址到物理地址的映射
5）正文段，數據段。
二、Linux進程的狀態
Linux中進程共有5個狀態：就緒，可中斷睡眠，不可中斷睡眠，暫停，僵死。也就是說，linux不區分就緒和運行，它們統一叫做就緒態。進程所處的狀態記錄在tast_struct中。
三、進程的控制
1）進程樹的形成
計算機啟動後，BIOS從磁碟引導扇區載入系統引導程序，它將Linux系統裝入內存，並跳到內核處執行，Linux內核就執行初始化工作：初始化硬體、初始化內部數據結構、建立進程0。進程0創建進程1，進程1是以後所有創建的進程的祖先，它負責初始化所有的用戶進程。進程1創建shell進程，shell進程顯示提示符，等待命令的輸入。
2）進程的創建
任何一個用戶進程的創建都是由現有的一個進程完成的，進程的創建要經過fork和exec兩個過程。Fork是為新進程分配相應的數據結構，並將父進程的相應上下文信息復制過來。Exec是將可執行文件的正文和數據轉入內存覆蓋它原來的（從父進程復制過來的），並開始執行正文段。
3）進程的終止
系統調用exit()就可自我終結，exit釋放除了tast_struct以外的所有上下文，父進程收到子進程終結的消息後，釋放子進程的tast_struct。
4）進程的調度
進程的調度是由schele()完成的，一種情況是，當處理機從核心態向用戶態轉換之前，它會檢查調度標志是否為1，如果是1，則運行schele()，執行進程的調度。另一種情況是進程自動放棄處理機，時候進行進程調度。
進程的調度過程分為兩步，首先利用相關策略選擇要執行的進程，然後進行上下文的切換。
四、進程的通信
進程的通信策略主要有，消息，管道，消息隊列，共享存儲區和信號量。
1）信息
消息機制主要是用來傳遞進程間的軟中斷信號，通知對方發生了非同步事件。發送進程將信號（約定好的符號）發送到目標進程的tast_struct中的信號項，接收進程看到有消息後就調用相應的處理程序，注意，處理程序必須到進程執行時候才能執行，不能立即響應。
2）管道
我理解就是兩個進程使用告訴緩沖區中的一個隊列（每兩個進程一個），發送進程將數據發送到管道入口，接收進程從管道出口讀數據。
3） 消息隊列
消息隊列是操作系統維護的一個個消息鏈表，發送進程根據消息標識符將消息添加到制定隊列中，接收進程從中讀取消息。
4）共享存儲區
在內存中開辟一個區域，是個進程共享的，也就是說進程可以把它附加到自己的地址空間中，對此區域中的數據進行操作。
5）信號量
控制進程的同步。
❻ Linux驅動程序的工作原理
由於你的問題太長我只好轉載別人的手打的太累不好意思~~~
Linux是Unix***作系統的一種變種,在Linux下編寫驅動程序的原理和
思想完全類似於其他的Unix系統,但它dos或window環境下的驅動程序有很大的
區別.在Linux環境下設計驅動程序,思想簡潔,***作方便,功芤埠芮看?但是
支持函數少,只能依賴kernel中的函數,有些常用的***作要自己來編寫,而且調
試也不方便.本人這幾周來為實驗室自行研製的一塊多媒體卡編制了驅動程序,
獲得了一些經驗,願與Linux fans共享,有不當之處,請予指正.
以下的一些文字主要來源於khg,johnsonm的Write linux device driver,
Brennan's Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,還有清華BBS上的有關
device driver的一些資料. 這些資料有的已經過時,有的還有一些錯誤,我依
據自己的試驗結果進行了修正.
一. Linux device driver 的概念
系統調用是***作系統內核和應用程序之間的介面,設備驅動程序是***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***作普通文件
一樣對硬體設備進行***作.設備驅動程序是內核的一部分,它完成以下的功能:
1.對設備初始化和釋放.
2.把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據.
3.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.
4.檢測和處理設備出現的錯誤.
在Linux***作系統下有兩類主要的設備文件類型,一種是字元設備,另一種是
塊設備.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***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.
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),表示是字元設備還蔤強檣璞?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.
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.//hehe
(請看下節,實例剖析)
讀/寫時,它首先察看緩沖區的內容,如果緩沖區的數據
如何編寫Linux***作系統下的設備驅動程序
Roy G
二.實例剖析
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.不過我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel
上可能會出現問題,我還沒測試過.//xixi
#define __NO_VERSION__
#include
#include
char kernel_version [] = UTS_RELEASE;
這一段定義了一些版本信息,雖然用處不是很大,但也必不可少.Johnsonm說所
有的驅動程序的開頭都要包含,但我看倒是未必.
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***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:
struct file_operations {
int (*seek) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);
int (*read) (struct inode * ,struct file *, char ,int);
int (*write) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);
int (*readdir) (struct inode * ,struct file *, struct dirent * ,int);
int (*select) (struct inode * ,struct file *, int ,select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ,struct file *, unsined int ,unsigned long
int (*mmap) (struct inode * ,struct file *, struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ,struct file *);
int (*release) (struct inode * ,struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ,struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ,struct file *,int);
int (*check_media_change) (struct inode * ,struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}
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***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.
相當簡單,不是嗎?
下面就開始寫子程序.
#include
#include
#include
#include
#include
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node,struct file *file,
char *buf,int count)
{
int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count left > 0 left--)
{
__put_user(1,buf,1);
buf++;
}
return count;
}
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.
static int write_tibet(struct inode *inode,struct file *file,
const char *buf,int count)
{
return count;
}
static int open_tibet(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
} static void release_tibet(struct inode *inode,struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}
這幾個函數都是空***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。
struct file_operations test_fops = {
NULL,
read_test,
write_test,
NULL, /* test_readdir */
NULL,
NULL, /* test_ioctl */
NULL, /* test_mmap */
open_test,
release_test, NULL, /* test_fsync */
NULL, /* test_fasync */
/* nothing more, fill with NULLs */
};
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。
int init_mole(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0, "test", &test_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number ");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}
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***作的函數的指針。
如果登記成功，返回設備的主設備號，不成功，返回一個負值。
void cleanup_mole(void)
{
unregister_chrdev(test_major, "test");
}
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。
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。
下面編譯
$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c
得到文件test.o就是一個設備驅動程序。
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
ld -r file1.o file2.o -o molename.
驅動程序已經編譯好了，現在把它安裝到系統中去。
$ insmod -f test.o
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
$ rmmod test
下一步要創建設備文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字元設備，major是主設備號，就是在/proc/devices里看到的。
用shell命令
$ cat /proc/devices | awk "\$2=="test" {print \$1}"
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。
minor是從設備號，設置成0就可以了。
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。
#include
#include
#include
#include
main()
{
int testdev;
int i;
char buf[10];
testdev = open("/dev/test",O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf("Cann't open file ");
exit(0);
}
read(testdev,buf,10);
for (i = 0; i < 10;i++)
printf("%d ",buf);
close(testdev);
}
編譯運行，看看是不是列印出全1 ？
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。請看下節，實際情況的處理。
如何編寫Linux***作系統下的設備驅動程序
Roy G
三 設備驅動程序中的一些具體問題。
1. I/O Port.
和硬體打交道離不開I/O Port，老的ISA設備經常是佔用實際的I/O埠，
在linux下，***作系統沒有對I/O口屏蔽，也就是說，任何驅動程序都可以
對任意的I/O口***作，這樣就很容易引起混亂。每個驅動程序應該自己避免
誤用埠。
有兩個重要的kernel函數可以保證驅動程序做到這一點。
1）check_region(int io_port, int off_set)
這個函數察看系統的I/O表，看是否有別的驅動程序佔用某一段I/O口。
參數1：io埠的基地址，
參數2：io埠佔用的范圍。
返回值：0 沒有佔用， 非0，已經被佔用。
2）request_region(int io_port, int off_set,char *devname)
如果這段I/O埠沒有被佔用，在我們的驅動程序中就可以使用它。在使用
之前，必須向系統登記，以防止被其他程序佔用。登記後，在/proc/ioports
文件中可以看到你登記的io口。
參數1：io埠的基地址。
參數2：io埠佔用的范圍。
參數3：使用這段io地址的設備名。
在對I/O口登記後，就可以放心地用inb(), outb()之類的函來訪問了。
在一些pci設備中，I/O埠被映射到一段內存中去，要訪問這些埠就相當
於訪問一段內存。經常性的，我們要獲得一塊內存的物理地址。在dos環境下，
（之所以不說是dos***作系統是因為我認為DOS根本就不是一個***作系統，它實
在是太簡單，太不安全了）只要用段：偏移就可以了。在window95中，95ddk
提供了一個vmm 調用 _MapLinearToPhys,用以把線性地址轉化為物理地址。但
在Linux中是怎樣做的呢？
2 內存***作
在設備驅動程序中動態開辟內存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用
get_free_pages直接申請頁。釋放內存用的是kfree，或free_pages. 請注意，
kmalloc等函數返回的是物理地址！而malloc等返回的是線性地址！關於
kmalloc返回的是物理地址這一點本人有點不太明白：既然從線性地址到物理
地址的轉換是由386cpu硬體完成的，那樣匯編指令的***作數應該是線性地址，
驅動程序同樣也不能直接使用物理地址而是線性地址。但是事實上kmalloc
返回的確實是物理地址，而且也可以直接通過它訪問實際的RAM，我想這樣可
以由兩種解釋，一種是在核心態禁止分頁，但是這好像不太現實；另一種是
linux的頁目錄和頁表項設計得正好使得物理地址等同於線性地址。我的想法
不知對不對，還請高手指教。
言歸正傳，要注意kmalloc最大隻能開辟128k-16，16個位元組是被頁描述符
結構佔用了。kmalloc用法參見khg.
內存映射的I/O口，寄存器或者是硬體設備的RAM(如顯存)一般佔用F0000000
以上的地址空間。在驅動程序中不能直接訪問，要通過kernel函數vremap獲得
重新映射以後的地址。
另外，很多硬體需要一塊比較大的連續內存用作DMA傳送。這塊內存需要一直
駐留在內存，不能被交換到文件中去。但是kmalloc最多隻能開辟128k的內存。
這可以通過犧牲一些系統內存的方法來解決。
具體做法是：比如說你的機器由32M的內存，在lilo.conf的啟動參數中加上
mem=30M，這樣linux就認為你的機器只有30M的內存，剩下的2M內存在vremap
之後就可以為DMA所用了。
請記住，用vremap映射後的內存，不用時應用unremap釋放，否則會浪費頁表。
3 中斷處理
同處理I/O埠一樣，要使用一個中斷，必須先向系統登記。
int request_irq(unsigned int irq ,
void(*handle)(int,void *,struct pt_regs *),
unsigned int long flags,
const char *device);
irq: 是要申請的中斷。
handle：中斷處理函數指針。
flags：SA_INTERRUPT 請求一個快速中斷，0 正常中斷。
device：設備名。
如果登記成功，返回0，這時在/proc/interrupts文件中可以看你請求的
中斷。
4一些常見的問題。
對硬體***作，有時時序很重要。但是如果用C語言寫一些低級的硬體***作
的話，gcc往往會對你的程序進行優化，這樣時序就錯掉了。如果用匯編寫呢，
gcc同樣會對匯編代碼進行優化，除非你用volatile關鍵字修飾。最保險的
辦法是禁止優化。這當然只能對一部分你自己編寫的代碼。如果對所有的代碼
都不優化，你會發現驅動程序根本無法裝載。這是因為在編譯驅動程序時要
用到gcc的一些擴展特性，而這些擴展特性必須在加了優化選項之後才能體現
出來。
關於kernel的調試工具，我現在還沒有發現有合適的。有誰知道請告訴我，
不勝感激。我一直都在printk列印調試信息，倒也還湊合。
關於設備驅動程序還有很多內容，如等待/喚醒機制，塊設備的編寫等。
我還不是很明白，不敢亂說。
❼ 解釋一下linux驅動程序結構框架及工作原理
一、Linux device driver 的概念
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:
1、對設備初始化和釋放；
2、把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據；
3、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；
4、檢測和處理設備出現的錯誤。
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。
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。
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。
二、實例剖析
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。
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：
STruct file_operatiONs {
int (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);
int (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);
int (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);
int (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ，struct file *);
int (*release) (struct inode * ，struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ，struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);
int (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}
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。
下面就開始寫子程序。
#include <linux/types.h> 基本的類型定義
#include <linux/fs.h> 文件系統使用相關的頭文件
#include <linux/mm.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *inode，struct file *file，char *buf，int count)
{
int left; 用戶空間和內核空間
if (verify_area(VERIFY_WRITE，buf，count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count ; left > 0 ; left--)
{
__put_user(1，buf，1);
buf++;
}
return count;
}
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。
static int write_test(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)
{
return count;
}
static int open_test(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_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
return 0;
}
static void release_test(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}
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。
struct file_operations test_fops = {?
read_test，
write_test，
open_test，
release_test，
};
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。
int init_mole(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0， "test"， &test_fops); 對設備操作的整個介面
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}
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。
如果登記成功，返回設備的主設備號，不成功，返回一個負值。
void cleanup_mole(void)
{
unregister_chrdev(test_major，"test");
}
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。
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。
下面編譯 :
$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c –c表示輸出制定名，自動生成.o文件
得到文件test.o就是一個設備驅動程序。
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
ld ?-r ?file1.o ?file2.o ?-o ?molename。
驅動程序已經編譯好了，現在把它安裝到系統中去。
$ insmod ?–f ?test.o
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 :
$ rmmod test
下一步要創建設備文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字元設備，major是主設備號，就是在/proc/devices里看到的。
用shell命令
$ cat /proc/devices
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。
minor是從設備號，設置成0就可以了。
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。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
main()
{
int testdev;
int i;
char buf[10];
testdev = open("/dev/test"，O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf("Cann't open file \n");
exit(0);
}
read(testdev，buf，10);
for (i = 0; i < 10;i++)
printf("%d\n"，buf[i]);
close(testdev);
}
編譯運行，看看是不是列印出全1
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。
❽ linux 串口工作原理
那樣確實就把數據發送了，簡單方便就是串口的特點
mov sbuf 0xXX
把數據送到發送緩沖區之後，晶元就自己去處理發送的事情了，程序員就不用管了
串口通信的確認一般由程序員管，比如你發個0xaa過來，我收到了就回個0xbb給你，你收到0xbb，你就知道我收到了你的0xaa，類似這樣
❾ Linux中vncserver的工作原理
這是我的博客，裡面寫了一篇關於VNC的配置方法。
http://blog.csdn.net/wfing/archive/2010/07/23/5755756.aspx
裡面也有要配置的文件的詳細說明