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linux字符驱动

发布时间: 2023-09-25 21:13:24

linux的设备驱动一般分为几类各有什么特点

大致分为三类,字符驱动,块设备驱动,网络设备驱动。
字符设备可以看成是用字节流存取的文件

块设备则可以看成是可以任意存取字节数的字符设备,在应用上只是内核管理数据方式不同

网络设备可以是一个硬件设备,或者是软件设备,他没有相应的read write,它是面向流的一种特殊设备。

⑵ 请问Linux驱动程序中,字符设备驱动,块设备驱动以及网络驱动的区别和比较,学的时候需要注意些什么

可以讲字符设备和块设备归为一类,它们都是可以顺序/随机地进行读取和存储的单元,二者驱动主要在于块设备需要具体的burst实现,对访问也有一定的边界要求。其他的没有什么不同。
网络设备是特殊设备的驱动,它负责接收和发送帧数据,可能是物理帧,也可能是ip数据包,这些特性都有网络驱动决定。它并不存在于/dev下面,所以与一般的设备不同。网络设备是一个net_device结构,并通过register_netdev注册到系统里,最后通过ifconfig -a的命令就能看到。
不论是什么设备,设备级的数据传输都是基本类似的,内核里的数据表示只是一部分,更重要的是总线的访问,例如串行spi,i2c,并行dma等。

⑶ 嵌入式linux系统开发详解_嵌入式linux系统介绍

嵌入式Linux开发从下到上分为:嵌入式硬件开发、嵌入式驱动开发、嵌入式系统开发、嵌入式软件开发。

一、嵌入式硬件开发:熟悉电路等知识,非常熟悉各种常用元器件,掌握模拟电路和数字电路设计的开发能力。熟练掌握嵌入式硬件知识,熟悉硬件开发模式和设计模式,熟悉ARM32位处理器嵌入式硬件平台开发、并具备产品开发经验。精通常用的硬件设计工具:Protel/PADS(PowerPCB)/Cadence/OrCad。一般需要有4~8层高速PCB设计经验。

二、嵌入式驱动开发:熟练掌握Linux操作系统、系统结构、计算机组成原理、数据结构相关知识。熟悉嵌入式ARM开发,至少掌握Linux字符驱动程序开发。具有单片机、ARM嵌入式处理器的移植开发能力,理解硬件原理图,能独立完成相关硬件驱动调试,具有扎实的硬件知识,能够根据芯片手册编写软件驱动程序。

三、嵌入式系统开发:掌握Linux系统配置,精通处理器体系结构、编程环境、指令集、寻址方式、调试、汇编和混合编程等方面的内容;掌握Linux文件系统制作,熟悉各种文件系统格式(YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK等);熟悉嵌入式Linux启动流程,熟悉Linux配置文件的修改;掌握内核裁减、内核移植、交叉编译、内核调试、启动程序Bootloader编写、根文件系统制作和集成部前胡署Linux系统等整个流程;、熟悉搭建Linux软件开发环境(库文件的交叉编译及环境配置等);

四、嵌入式软件开发:精通Linux操作系统的概念和安装方法、Linux下的基本命令、管理配置和编辑器,包括VI编辑器,GCC编译器,GDB调试器和Make项目乎悔败管理工具等知识;精通C语言的高级编程知识,包括函数与程序结构、指针、数组、常用算法、库函数的使用等知识、数据结构的基础内容,包括链表、队列等;掌握面向对象编程的基本思想,以及C语言的基础内容;精通嵌入式Linux下的程序设计,精通嵌入式Linux开发环境,包括系统编程、文件I/O、多进程和多线程、网络编程、GUI图形界面编程、数据库;熟悉常用的岁颤图形库的编程,如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。

所以如果你要做嵌入式软件开发的话,上面那些知识基本够用了。

⑷ linux驱动程序结构框架及工作原理分别是什么

一、Linux device driver 的概念x0dx0ax0dx0a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:x0dx0ax0dx0a1、对设备初始化和释放;x0dx0ax0dx0a2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据;x0dx0ax0dx0a3、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;x0dx0ax0dx0a4、检测和处理设备出现的错误。x0dx0ax0dx0a在Linux操作系统下有三类主要的设备文件类型,一是字符设备,二是块设备,三是网络设备。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。x0dx0ax0dx0a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。x0dx0ax0dx0a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。x0dx0ax0dx0a二、实例剖析x0dx0ax0dx0a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。x0dx0ax0dx0a由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道,对设备文件的操作方式不外乎就是一些系统调用,如 open,read,write,close?, 注意,不是fopen, fread,但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据结构: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这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用。用户进程利用系统调用在对设备文件进行诸如read/write操作时,系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序,然后读取这个数据结构相应的函数指针,接着把控制权交给该函数。这是linux的设备驱动程序工作的基本原理。既然是这样,则编写设备驱动程序的主要工作就是编写子函数,并填充file_operations的各个域。x0dx0ax0dx0a下面就开始写子程序。x0dx0ax0dx0a#include 基本的类型定义x0dx0ax0dx0a#include 文件系统使用相关的头文件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; 用户空间和内核空间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这个函数是为read调用准备的。当调用read时,read_test()被调用,它把用户的缓冲区全部写1。buf 是read调用的一个参数。它是用户进程空间的一个地址。但是在read_test被调用时,系统进入核心态。所以不能使用buf这个地址,必须用__put_user(),这是kernel提供的一个函数,用于向用户传送数据。另外还有很多类似功能的函数。请参考,在向用户空间拷贝数据之前,必须验证buf是否可用。这就用到函数verify_area。为了验证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; 模块计数加以,表示当前内核有个设备加载内核当中去x0dx0ax0dx0areturn 0;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0astatic void release_test(struct inode *inode,struct file *file )x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aMOD_DEC_USE_COUNT;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a这几个函数都是空操作。实际调用发生时什么也不做,他们仅仅为下面的结构提供函数指针。x0dx0ax0dx0astruct file_operations test_fops = {?x0dx0ax0dx0aread_test,x0dx0ax0dx0awrite_test,x0dx0ax0dx0aopen_test,x0dx0ax0dx0arelease_test,x0dx0ax0dx0a};x0dx0ax0dx0a设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel,另一种是编译成模块(moles),如果编译进内核的话,会增加内核的大小,还要改动内核的源文件,而且不能动态的卸载,不利于调试,所以推荐使用模块方式。x0dx0ax0dx0aint init_mole(void)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aint result;x0dx0ax0dx0aresult = register_chrdev(0, "test", &test_fops); 对设备操作的整个接口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命令将编译好的模块调入内存时,init_mole 函数被调用。在这里,init_mole只做了一件事,就是向系统的字符设备表登记了一个字符设备。register_chrdev需要三个参数,参数一是希望获得的设备号,如果是零的话,系统将选择一个没有被占用的设备号返回。参数二是设备文件名,参数三用来登记驱动程序实际执行操作的函数的指针。x0dx0ax0dx0a如果登记成功,返回设备的主设备号,不成功,返回一个负值。x0dx0ax0dx0avoid cleanup_mole(void)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aunregister_chrdev(test_major,"test");x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a在用rmmod卸载模块时,cleanup_mole函数被调用,它释放字符设备test在系统字符设备表中占有的表项。x0dx0ax0dx0a一个极其简单的字符设备可以说写好了,文件名就叫test.c吧。x0dx0ax0dx0a下面编译 :x0dx0ax0dx0a$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c _c表示输出制定名,自动生成.o文件x0dx0ax0dx0a得到文件test.o就是一个设备驱动程序。x0dx0ax0dx0a如果设备驱动程序有多个文件,把每个文件按上面的命令行编译,然后x0dx0ax0dx0ald ?-r ?file1.o ?file2.o ?-o ?molename。x0dx0ax0dx0a驱动程序已经编译好了,现在把它安装到系统中去。x0dx0ax0dx0a$ insmod ?_f ?test.ox0dx0ax0dx0a如果安装成功,在/proc/devices文件中就可以看到设备test,并可以看到它的主设备号。要卸载的话,运行 :x0dx0ax0dx0a$ rmmod testx0dx0ax0dx0a下一步要创建设备文件。x0dx0ax0dx0amknod /dev/test c major minorx0dx0ax0dx0ac 是指字符设备,major是主设备号,就是在/proc/devices里看到的。x0dx0ax0dx0a用shell命令x0dx0ax0dx0a$ cat /proc/devicesx0dx0ax0dx0a就可以获得主设备号,可以把上面的命令行加入你的shell script中去。x0dx0ax0dx0aminor是从设备号,设置成0就可以了。x0dx0ax0dx0a我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。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编译运行,看看是不是打印出全1 x0dx0ax0dx0a以上只是一个简单的演示。真正实用的驱动程序要复杂的多,要处理如中断,DMA,I/O port等问题。这些才是真正的难点。上述给出了一个简单的字符设备驱动编写的框架和原理,更为复杂的编写需要去认真研究LINUX内核的运行机制和具体的设备运行的机制等等。希望大家好好掌握LINUX设备驱动程序编写的方法。

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