linux設備驅動
㈠ 如何學習linux設備驅動
通常，內核的升級對從事linux應用程序開發的人員來說影響較小，因為系統調用基本保持兼容，影響比較大的是驅動開發人員。每次內核的更新都可能導致許多內核函數原型上的變化，其中既有內核本身提供的函數，也有硬體平台代碼提供的函數，後者變化的更加頻繁。這一點從許多經典書籍就可驗證，當你按照手裡的經典著作，如：Alessandro的《linux設備驅動程序》，編寫驅動時，發現並不能夠成功的在你的linux平台上編譯通過、或不能正常執行，原因就在於你用的內核和書里的不一致。
本文從兩個方面去解釋這個問題，一方面是如何寫好linux設備驅動，另一方面是如何應對不斷升級的內核。
如何寫好Linux設備驅動
Linux設備驅動是linux內核的一部分，是用來屏蔽硬體細節，為上層提供標准介面的一種技術手段。為了能夠編寫出質量比較高的驅動程序，要求工程師必須具備以下幾個方面的知識：
● 熟悉處理器的性能
如：處理器的體系結構、匯編語言、工作模式、異常處理等。對於初學者來說，在還不熟悉驅動編寫方法的情況下，可以先不把重心放在這一項上，因為可能因為它的枯燥、抽象而影響到你對設備驅動的興趣。隨著你不斷地熟悉驅動的編寫，你會很自然的意識到此項的重要性。
● 掌握驅動目標的硬體工作原理及通訊協議
如：串口控制器、顯卡控制器、硬體編解碼、存儲卡控制器、I2C通訊、SPI通訊、USB通訊、SDIO通訊、I2S通訊、PCI通訊等。編寫設備驅動的前提就是需要了解設備的操作方法，所以這些內容的重要程度不言而喻。但不是說要把所有設備的操作方法都熟悉了以後才可以寫驅動，你只需要了解你要驅動的硬體就可以了。
● 掌握硬體的控制方法
如：中斷、輪詢、DMA 等，通常一個硬體控制器會有多種控制方法，你需要根據系統性能的需要合理的選擇操作方法。初學階段以實現功能為目的，掌握的順序應該是，輪詢->中斷->DMA。隨著學習的深入，需要綜合考慮系統的性能需求，採取合適的方法。
● 良好的GNU C語言編程基礎
如：C語言的指針、結構體、內存操作、鏈表、隊列、棧、C和匯編混合編程等。這些編程語法是編寫設備驅動的基礎，無論對於初學者還是有經驗者都非常重要。
● 良好的linux操作系統概念
如：多進程、多線程、進程調度、進程搶占、進程上下文、虛擬內存、原子操作、阻塞、睡眠、同步等概念及它們之間的關系。這些概念及方法在設備驅動里的使用是linux設備驅動區別單片機編程的最大特點，只有理解了它們才會編寫出高質量的驅動。
● 掌握linux內核中設備驅動的編寫介面
如：字元設備的cdev、塊設備的gendisk、網路設備的net_device，以及基於這些基本介面的framebuffer設備的fb_info、mtd設備的mtd_info、tty設備的tty_driver、usb設備的usb_driver、mmc設備的mmc_host等。
Linux內核為設備驅動編寫者提供了標準的介面，驅動編寫者無需精通內核的各個部分，只需要明確內核提供給我們的介面，並實現此介面就可以了。內核提供的介面採用的是面向對象的思路，即把目標設備抽象成一個對象，通常利用一個結構體來描述這個對象。驅動工程師的任務就是實現這個對象。這個結構體中會包含設備的屬性（用變數表示）和操作方法（用函數指針表示）。如：字元設備的cdev
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct mole *owner;
const struct file_operations *ops; // 操作方法結合，其它項都是屬性
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int count;
};
開始階段可以以模仿為主，即套用一些固定的模板、參考常式。
如何應對不斷升級的內核
內核升級對驅動的影響主要體現在，（1）驅動介面定義的變化；（2）內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化；（3）平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化；（4）設備模型的影響。
● 驅動介面定義的變化
如：2.4內核中字元設備驅動的注冊介面是：
int register_chrdev(unsigned int major, const char * name, struct file_operations *fops)
而2.6內核中已經不建議使用這種方法了，改為：
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
這種介面定義及注冊方法帶來的變化，發生的並不頻繁。解決方案是：參考內核中的代碼。這種介面定義及注冊方法在內核中非常容易找到，如：字元設備驅動的注冊方法及介面定義可以參照內核driver/char/目錄下的很多實例。
● 內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化
如：中斷注冊函數的格式及參數在2.4內核、2.6內核低版本和高版本之間都存在差別，在2.6.8中，中斷注冊函數的定義為：
int request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),unsigned long irq_flags, const char * devname, void *dev_id)
irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合： SA_INTERRUPT、SA_SAMPLE_RANDOM、SA_SHIRQ
在2.6.26中，中斷注冊函數的定義為：
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *); irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合：（功能和2.6.8的對應）IRQF_DISABLED、IRQF_SAMPLE_RANDOM、IRQF_SHARED
當出現這些問題時，編譯過程中，編譯器會給我們比較明確的錯誤提示，根據這些提示你可以判斷出是否是缺少頭文件問題、是否是函數參數定義有誤等。解決問題的最好辦法還是到你的目標內核中找信息。此時找問題的方法可以藉助於搜索，如：你可以在新的內核中搜索request_irq，看新內核中的驅動是如何使用它的，這種方法非常有效。
● 平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化
內核中，硬體平台相關的代碼在內核更新過程中變化比較頻繁，和我們的設備驅動也是息息相關，所以在針對一個新內核編寫設備驅動前，一定要熟悉你的平台代碼的結構。有時平台雖然提供了內核要求的介面函數，但使用起來功能卻並不完善。下面還是先舉個例子說明平台代碼更新對設備驅動的影響。
如：在linux-2.6.8內核中，調用set_irq_type(IRQ_EINT0,IRQT_FALLING);去設置S3C2410的IRQ_EINT0的中斷觸發信號類型，你會發現不會有什麼效果。跟蹤代碼發現內核的set_irq_type函數需要平台提供一個針對硬體平台的實現函數
static struct irqchip s3c_irqext_chip = {
.mask = s3c_irqext_mask,
.unmask = s3c_irqext_unmask,
.ack = s3c_irqext_ack,
.type = s3c_irqext_type
};
s3c_irqext_type就是linux內核需要的實現函數，而s3c_irqext_type在2.6.8中的實現為： static int s3c_irqext_type(unsigned int irq, unsigned int type)
{
irqdbf("s3c_irqext_type: called for irq %d, type %d\n", irq, type);
return 0;
}
原來並沒有實現。而在較高版本的內核，如2.6.26內核中，這個函數是實現了的。所以你一定要小心。當平台函數不好用時，一定要查查原因，或者直接操作硬體寄存器來達到目的。
● 2.6內核設備模型對驅動的影響
在2.6內核中寫設備驅動和在2.4內核中有著很大的不同，主要就是在設備驅動中融入了比設備驅動本身結構還復雜、還難以理解的設備模型。初學驅動時你可以不理會設備模型，但你會發現內核里的驅動代碼基本上都是融入了設備模型的了。所以很多時候你不得不面對現實，還是要弄懂它，並且它也的注冊方法也會隨著內核的升級而發生變化。解決此類問題的最好方法還是參考目標內核驅動代碼。
㈡ 我在學習寫linux驅動程序，以前沒接觸linux，看《linux設備驅動》看不懂，請高手指點，應該怎樣入門
還是先學簡單的吧，Windows的！
㈢ 如何寫linux設備驅動以及調試驅動
寫Linux驅動是一件非常富有挑戰的工作,需要有良好的硬體和軟體基礎,建議你看看宋寶華寫的<Linux 設備驅動詳解>和老外寫的<Linux設備驅動程序>,這兩本書非常好,datasheet不用都看,具體做那個模塊就看那個模塊,而且datasheet一般是用到的時候找相應的部分去查,千萬不要上來從頭到尾看,最後你什麼也記不住.
㈣ Linux輸入設備驅動
輸入設備（如按鍵、鍵盤、觸摸屏、滑鼠等）是典型的字元設備，其一般的工作機理是底層在按鍵、觸摸等動作發送時產生一個中斷（或驅動通過Timer定時查詢)，然後CPU通過SPI、I-C或外部存儲器匯流排讀取鍵值、坐標等數據，並將它們放入一個緩沖區，字元設備驅動管理該緩沖區，而驅動的read ()介面讓用戶可以讀取鍵值、坐標等數據。顯然，在這些工作中，只是中斷、讀鍵值/坐標值是與設備相關的，而輸入事件的緩沖區管理以及字元設備驅動的file operations介面則對輸入設備是通用的。基於此，內核設計了輸入子系統，由核心層處理公共的工作。drivers/input/keyboardgpio_keys.c基於input架構實現了一個通用的GPIO按鍵驅動。該驅動是基於platform_driver架構的，名為「gpio-keys」。它將與硬體相關的信息(如使用的GPIO號，按下和抬起時的電平等）屏蔽在板文件platform_device的platform_data中，因此該驅動可應用於各個處理器，具有良好的跨平台性。GPIO按鍵驅動通過input_event () 、input_sync()這樣的函數來匯報按鍵事件以及同步事件。從底層的GPIO按鍵驅動可以看出，該驅動中沒有任何file_operations的動作，也沒有各種IO模型，注冊進入系統也用的是input_register_device (）這樣的與input相關的API。這是由於與Linux VFS介面的這一部分代碼全部都在drivers/input/evdev.c中實現了。
㈤ Linux設備文件與設備驅動程序之間的關系
設各驅動程序在系統中的位置如圖1所示。由於設各驅動程序是直接與外部設各的寄存器打交道的，並且由於外部設各的多樣性及其快速的發展，設各驅動程序常常是由外部設各供應廠商或者是需要掛接外部設備的計算機開發人員提供的，因此，驅動程序不便與linux內核編制在一起形成一個一體化的結構。於是，linux允許把外部設備以內核模塊的形式來提供設各驅動程序。這樣就可使用戶根據需要＇動態地向linux內核插入設各
設各驅動程序在系統中的位置如圖1所示。
由於設各驅動程序是直接與外部設各的寄存器打交道的，並且由於外部設各的多樣性及其快速的發展，設各驅動程序常常是由外部設各供應廠商或者是需要掛接外部設備的計算機開發人員提供的，因此，驅動程序不便與linux內核編制在一起形成一個一體化的結構。於是，linux允許把外部設備以內核模塊的形式來提供設各驅動程序。這樣就可使用戶根據需要＇動態地向linux內核插入設各驅動模塊，從而大大提高了內核的靈活性。設備驅動程序與文件系統及應用程序的關系如圖2所示。
㈥ linux設備驅動好學么需要什麼基礎
需要一定的努力才可以學好：
Linux設備驅動是linux內核的一部分，是用來屏蔽硬體細節，為上層提供標准介面的一種技術手段。為了能夠編寫出質量比較高的驅動程序，要求工程師必須具備以下幾個方面的知識：
1、 熟悉處理器的性能
如：處理器的體系結構、匯編語言、工作模式、異常處理等。對於初學者來說，在還不熟悉驅動編寫方法的情況下，可以先不把重心放在這一項上，因為可能因為它的枯燥、抽象而影響到你對設備驅動的興趣。隨著你不斷地熟悉驅動的編寫，你會很自然的意識到此項的重要性。
2、掌握驅動目標的硬體工作原理及通訊協議
如：串口控制器、顯卡控制器、硬體編解碼、存儲卡控制器、I2C通訊、SPI通訊、USB通訊、SDIO通訊、I2S通訊、PCI通訊等。編寫設備驅動的前提就是需要了解設備的操作方法，所以這些內容的重要程度不言而喻。但不是說要把所有設備的操作方法都熟悉了以後才可以寫驅動，你只需要了解你要驅動的硬體就可以了。
一、掌握硬體的控制方法
如：中斷、輪詢、DMA 等，通常一個硬體控制器會有多種控制方法，你需要根據系統性能的需要合理的選擇操作方法。初學階段以實現功能為目的，掌握的順序應該是，輪詢->中斷->DMA。隨著學習的深入，需要綜合考慮系統的性能需求，採取合適的方法。
二、良好的GNU C語言編程基礎
如：C語言的指針、結構體、內存操作、鏈表、隊列、棧、C和匯編混合編程等。這些編程語法是編寫設備驅動的基礎，無論對於初學者還是有經驗者都非常重要。
三、 良好的linux操作系統概念
如：多進程、多線程、進程調度、進程搶占、進程上下文、虛擬內存、原子操作、阻塞、睡眠、同步等概念及它們之間的關系。這些概念及方法在設備驅動里的使用是linux設備驅動區別單片機編程的最大特點，只有理解了它們才會編寫出高質量的驅動。
四、掌握linux內核中設備驅動的編寫介面
如：字元設備的cdev、塊設備的gendisk、網路設備的net_device，以及基於這些基本介面的framebuffer設備的fb_info、mtd設備的mtd_info、tty設備的tty_driver、usb設備的usb_driver、mmc設備的mmc_host等。
㈦ 怎樣編寫Linux設備驅動程序
Linux是Unix操作系統的一種變種，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，操作方便，功能也很強大，但是支持函數少，只能依賴kernel中的函數，有些常用的操作要自己來編寫，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
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。
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。
㈧ 如何測試linux設備驅動程序
要想列印出來需把printf的物理地址寫對
㈨ 如何高效閱讀linux設備驅動程序
第一個驅動：在用戶空間載入和移除驅動
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現在將展示如何完成第一個驅動，在內核中將看作模塊
新建一個文件nothing.c如下
#include <linux/mole.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
2.6.x版本後的內核，編譯模塊會略微復雜一點。首先，需要有一份完整的、編譯過的內
核源碼樹。在下面的文字中，將假設使用2。6。8版本的內核。
其次，需要一個makefile文件，本例中的makefile文件名為Makefile，內容如下：
obj-m := nothing.o
與之前版本的內核不同，現在編譯模塊時使用的內核需要與模塊將要載入的內核相同。
編譯上面的文件，可以使用命令：
make -C /usr/src/kernel-source-2.6.8 M=pwd moles
這個極其簡單的模塊就屬於內核空間，一旦其被載入，它就是內核空間的一部分。
在用戶空間，可以使用下面的命令載入它，需要root許可權：
insmod nothing.ko
insmod 這個命令用於為內核載入模塊。盡管現在我們已經載入了nothing.ko這個模塊，
但是這個模塊畢竟沒有任何用處。
可以通過查看系統里已載入的模塊來檢查是否已經成功載入了nothing.ko
lsmod
最後，需要卸載該模塊時使用下面的命令：
rmmod nothing
重新使用lsmod，可以發現nothing模塊已經不在了。
"Hello world"驅動：在內核空間載入和移除驅動
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當一個模塊設備驅動載入到內核，將執行一些初始的工作，如重新設置設備，reserving
RAM, reserving interrupts, reserving input/output ports, etc.
這些工作得以在內核空間執行，必須要有兩個函數存在：mole_init 和
mole_exit;它們對應於用戶空間的insmod和rmmod命令。總之，用戶命令insmod和
rmmod使用了內核空間的函數mole_init和mole_exit.
來看一個經典的程序 HELLO WORLD：
//hello.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/mole.h>
#inlucde <linux/kernel.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
static int hello_init(void)
{
printk("<1> Hello world!\n");
return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
printk("<1> Bye, cruel world!\n");
}
mole_init(hello_init);
mole_exit(hello_exit);
其中hello_init 和 hello_exit 函數可以取任意名，但為了載入和移除功能是更容易識
別，它們作為參數傳遞給函數mole_init 和 mole_exit.
printk函數與printf函數非常類似，但printk只工作在內核中。<1>表示列印信息
為最高優先順序（數字越低，優先順序越高）。這樣，不僅可以在內核系統日誌中看到該
列印信息，還能在系統控制台接收到該列印信息。