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Linux驱动子系统之I2C-1-

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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 //同kernel.h,最基本的内核模块头文件 #include //同module.h,最基本的内核模块头文件 #include //这里包含了进行正确性检查的宏 #include //文件系统所必需的头文件 #include //这里包含了内核空间与用户空间进行数据交换时的函数宏 #include //I/O访问 int my_major=0; //主设备号 static int Device_Open=0; static char Message[]="This is from device driver"; char *Message_Ptr; int my_open(struct inode *inode, struct file *file) {//每当应用程序用open打开设备时,此函数被调用 printk ("\ndevice_open(%p,%p)\n", inode, file); if (Device_Open) return -EBUSY;//同时只能由一个应用程序打开 Device_Open++; MOD_INC_USE_COUNT;//设备打开期间禁止卸载 return 0; } static void my_release(struct inode *inode, struct file *file)

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驱动开发的经典书籍

linux驱动开发的经典书籍 结构、操作系统、体系结构、编译原理、计算机网络你全修过 我想大概可以分为4个阶段,水平从低到高 从安装使用=>linux常用命令=>linux系统编程=>内核开发阅读内核源码 其中学习linux常用命令时就要学会自己编译内核,优化系统,调整参数 安装和常用命令书太多了,找本稍微详细点的就ok,其间需要学会正则表达式 系统编程推荐《高级unix环境编程》,黑话叫APUE 还有《unix网络编程》 这时候大概还需要看资料理解elf文件格式,连接器和加载器,cmu的一本教材中文名为《深入理解计算机系统》比较好 内核开发阅读内核源码阶段,从写驱动入手逐渐深入linux内核开发 参考书如下《linux device drivers》,黑话叫ldd 《linux kernel development》,黑话叫lkd 《understading the linux kernel》,黑话叫utlk 《linux源码情景分析》 这四本书为搞内核的必读书籍 最后,第三阶段和第四阶段最重动手,空言无益,光看书也不罩,不动手那些东西理解不了 学习linux/unix编程方法的建议 建议学习路径: 首先先学学编辑器,vim, emacs什么的都行。 然后学make file文件,只要知道一点就行,这样就可以准备编程序了。 然后看看《C程序设计语言》K&R,这样呢,基本上就可以进行一般的编程了,顺便找本数据结构的书来看。 如果想学习UNIX/LINUX的编程,《APUE》绝对经典的教材,加深一下功底,学习《UNP》的第二卷。这样基本上系统方面的就可以掌握了。 然后再看Douglus E. Comer的《用TCP/IP进行网际互连》第一卷,学习一下网络的知识,再看《UNP》的第一卷,不仅学习网络编程,而且对系统编程的一些常用的技巧就很熟悉了,如果继续网络编程,建议看《TCP/IP进行网际互连》的第三卷,里面有很多关于应用

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。

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设备驱动中常用函数

Linux2.6设备驱动常用的接口函数(一) ----字符设备 刚开始,学习linux驱动,觉得linux驱动很难,有字符设备,块设备,网络设备,针对每一种设备其接口函数,驱动的架构都不一样。这么多函数,要每一个的熟悉,那可多难啦!可后来发现linux驱动有很多规律可循,驱动的基本框架都差不多,再就是一些通用的模块。 基本的架构里包括:加载,卸载,常用的读写,打开,关闭,这是那种那基本的咯。利用这些基本的功能,当然无法实现一个系统。比方说:当多个执行单元对资源进行访问时,会引发竞态;当执行单元获取不到资源时,它是阻塞还是非阻塞?当突然间来了中断,该怎么办?还有内存管理,异步通知。而linux 针对这些问题提供了一系列的接口函数和模板框架。这样,在实际驱动设计中,根据具体的要求,选择不同的模块来实现其功能需求。 觉得能熟练理解,运用这些函数,是写号linux设备驱动的第一步。因为是设备驱动,是与最底层的设备打交道,就必须要熟悉底层设备的一些特性,例如字符设备,块设备等。系统提供的接口函数,功能模块就像是工具,能够根据不同的底层设备的的一些特性,选择不同的工具,方能在linux驱动中游刃有余。 最后就是调试,这可是最头疼的事。在调试过程中,总会遇到这样,那样的问题。怎样能更快,更好的发现并解决这些问题,就是一个人的道行咯!我个人觉得: 发现问题比解决问题更难! 时好时坏的东西,最纠结! 看得见的错误比看不见的错误好解决! 一:Fops结构体中函数: ①ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); 用来从设备中获取数据. 在这个位置的一个空指针导致 read 系统调用以-EINVAL("Invalid argument") 失败. 一个非负返回值代表了成功读取的字节数( 返回值是一个 "signed size" 类型, 常常是目标平台本地的整数类型). ②ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); 发送数据给设备. 如果 NULL, -EINVAL 返回给调用 write 系统调用的程序. 如果非负, 返回值代表成功写的字节数 ③loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); llseek 方法用作改变文件中的当前读/写位置, 并且新位置作为(正的)返回值. loff_t 参数是一个"long offset", 并且就算在 32位平台上也至少 64 位宽. 错误由一个负返回值指示. 如果这个函数指针是 NULL, seek 调用会以潜在地无法预知的方式修改 file 结构中的位置计数器( 在"file 结构" 一节中描述). ④int (*open) (struct inode *, struct file *);

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驱动工程师成长之路

本人此刻还不是什么驱动工程师,连入门都谈不上,但我坚信在未来的3-5年我肯定能成为我想像中的人,因为我马上就要进入这一行工作了。写下这个日志来记录我是怎么最后成为我想像中的人才的,呵呵。 《Linux驱动工程师》这个东西是我在大二的时候看到有一篇讲如何学习嵌入式的,点击这里下载PDF,里面讲到嵌入式分为四层:硬件,驱动,系统,应用程序;还说linux驱动最难然后工资也最高就冲着他这句话我就决定我大学毕业的时候要去做这个linux驱动工程师,随后我就先后买了51单片机,ARM7,ARM9还有一大堆的视频教程准备来进行学习。我还跟我旁边那个哈工大哥们说:“我们学校像我这样的人很少,你们学校呢?”他说:“太少了,不过我们学校都是做这种板子卖的人比较多!”。行,你们牛!即使是买了这些东西,从大二到现在都快毕业了但感觉还是没有入门。回想一下我都学过什么啊:1:自己在ARM9上写bootloader(主要锻炼了三方面的知识:C语言应该写了有近万行的代码,ARM9的外设的基本操作方法如UART,LCD,TOUCH,SD,USB,ETHERNET...,makefile);2:移植和学习linux驱动。下面我说一下我学习Linux驱动的一个思路这也是我在面试的时候自我介绍中最重要的部分;1:硬件知识学习Linux驱动首先得了解这个驱动对应的硬件的一些基本原理和操作方法比如LCD你得了解它的场同步,行同步,像素时钟,一个像素的表示模式,还有就是这个LCD是怎么把图像显示在屏幕上的。如果是USB,SD卡就得了解相关协议。可以通过spec(协议)、datasheet来了解,这就是传说中的Linux驱动开发三件宝之二,还有一个就是linux相关源码。2:了解linux驱动框架linux下的每一类驱动差不多都是一个比较完善的子系统,比如FLASH的驱动它就属于MTD子系统从上到下分为四层:设备节点层,设备层,原始设备层,最下面的与具体硬件相关的硬件驱动层,通常要我们自己来实现就是最下面这个与具体硬件相关那部分代码。3:了解这个驱动的数据流。这个过程与第二个过程紧密相关,如果了解了驱动的框架差不多这个过程也算了解了。比如flash.在/dev/目录下有对应flash的字符设备文件和块设备文件,用户对这些文件进行读、写、ioctl操作,其间通过层层的函数调用最终将调用到最下面的硬件驱动层对硬件进行操作。了解这个过程我相信在调试驱动的时候是很有帮助。3:分析与硬件相关通常需要我们实现的那部分源代码。4:三板子上将驱动调试出来。每次调试都会出问题,但我买的板子提供的资料比较全调试过程中遇到的问题都比较浅显,即使是浅显的问题也要把它记录下来。(这个是我上次在华为面试的时候,那个人问我你调试驱动遇到过什么问题吗?你是如何解决的。当时我学习还没有到调试驱动这一步,所以那次面试也惨败收场)。 好像说了这么多,还没有进入正题《工作的选择》。在年前去了龙芯,实习2.8K,转正3.5k,环境还是不错,经理很好,头儿也很帅都是中科院的硕士。不过去了两周我就没去了身边的人都不太理解,我也一度有过后悔的时候,从龙芯出来应该是1月6号,也就是从那个时候开始我就没有再找工作,转而学习linux驱动。一直到上周日。上周日的晚上我就开始投简历一开始要找linux驱动,在智联里面输入linux驱动出来500来个职位,点开一看没有一个自己符合要求的,差不多都要3-5年经验本科,有时候好不容易有个实习的关键字在里面,一看要求硕士,严重打击了我的信心,哎不管了随便投,最后又投了一下嵌入式关键字的职位。最后就瞎申请,看看职位要求差不多就申请。周一来了,这周一共来了6个面试,创下了我求职以来的历史新高。周一下午面了一家感觉还不错不过到现在也没有给我一个通知,估计当时我要了4500把他给要跑了,这家是做测量的不是Linux驱动,差不多是把ARM当单片机用。周二上午一家也是要招linux驱动面了估计不到二分钟,他

Linux设备驱动程序学习(20)-内存映射和DMA-基本概念

Linux设备驱动程序学习(20)-内存映射和DMA-基本概念 (2011-09-25 15:47) 标签: 虚拟内存设备驱动程序Linux技术分类:Linux设备驱动程序 这部分主要研究 Linux 内存管理的基础知识, 重点在于对设备驱动有用的技术. 因为许多驱动编程需要一些对于虚拟内存(VM)子系统原理的理解。 而这些知识主要分为三个部分: 1、 mmap系统调用的实现原理:它允许设备内存直接映射到一个用户进程地址 空间. 这样做对一些设备来说可显著地提高性能. 2、与mmap的功能相反的应用原理:内核态代码如何跨过边界直接存取用户空间的内存页. 虽然较少驱动需要这个能力. 但是了解如何映射用户空间内存到内 核(使用 get_user_pages)会有用. 3、直接内存存取( DMA ) I/O 操作, 它提供给外设对系统内存的直接存取. 但所有这些技术需要理解 Linux 内存管理的基本原理, 因此我将先学习VM子 系统的基本原理. 一、Linux的内存管理 这里重点是 Linux 内存管理实现的主要特点,而不是描述操作系统的内存管理理论。Linux虚拟内存管理非常的复杂,要写可以写一本书:《深入理解Linux 虚拟内存管理》。学习驱动无须如此深入, 但是对它的工作原理的基本了解是必要的. 解了必要的背景知识后,才可以学习内核管理内存的数据结构. Linux是一个虚拟内存系统(但是在没有MMU的CPU中跑的ucLinux除外), 意味着在内核启动了MMU 之后所有使用的地址不直接对应于硬件使用的物理地址,这些地址(称之为虚拟地址)都经过了MMU转换为物理地址之后再从CPU的内存总线中发出,读取/写入数据. 这样 VM 就引入了一个间接层, 它是许多操作成为可能: 1、系统中运行的程序可以分配远多于物理内存的内存空间,即便单个进程都可拥有一个大于系统的物理内存的虚拟地址空间. 2、虚拟内存也允许程序对进程的地址空间运用多种技巧, 包括映射程序的内存到设备内存.等等~~~ 1、地址类型 Linux 系统处理几种类型的地址, 每个有它自己的含义: 用户虚拟地址:User virtual addresses,用户程序见到的常规地址. 用户地址在长度上是 32 位或者 64 位, 依赖底层的硬件结构, 并且每个进程有它自己 的虚拟地址空间.

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

Linux设备驱动程序简介

第一章Linux设备驱动程序简介 Linux Kernel 系统架构图 一、驱动程序的特点 ?是应用和硬件设备之间的一个软件层。 ?这个软件层一般在内核中实现 ?设备驱动程序的作用在于提供机制,而不是提供策略,编写访问硬件的内核代码时不要给用户强加任何策略 o机制:驱动程序能实现什么功能。 o策略:用户如何使用这些功能。 二、设备驱动分类和内核模块 ?设备驱动类型。Linux 系统将设备驱动分成三种类型 o字符设备 o块设备 o网络设备 ?内核模块:内核模块是内核提供的一种可以动态加载功能单元来扩展内核功能的机制,类似于软件中的插件机制。这种功能单元叫内核模块。 ?通常为每个驱动创建一个不同的模块,而不在一个模块中实现多个设备驱动,从而实现良好的伸缩性和扩展性。 三、字符设备 ?字符设备是个能够象字节流<比如文件)一样访问的设备,由字符设备驱动程序来实现这种特性。通过/dev下的字符设备文件来访问。字符设备驱动程序通常至少需要实现 open、close、read 和 write 等系统调用 所对应的对该硬件进行操作的功能函数。 ?应用程序调用system call<系统调用),例如:read、write,将会导致操作系统执行上层功能组件的代码,这些代码会处理内核的一些内部 事务,为操作硬件做好准备,然后就会调用驱动程序中实现的对硬件进 行物理操作的函数,从而完成对硬件的驱动,然后返回操作系统上层功 能组件的代码,做好内核内部的善后事务,最后返回应用程序。 ?由于应用程序必须使用/dev目录下的设备文件<参见open调用的第1个参数),所以该设备文件必须事先创建。谁创建设备文件呢? ?大多数字符设备是个只能顺序访问的数据通道,不能前后移动访问指针,这点和文件不同。比如串口驱动,只能顺序的读写设备。然而,也 存在和数据区或者文件特性类似的字符设备,访问它们时可前后移动访

如何实现Linux设备驱动模型

文库资料?2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd. 如何实现Linux 设备驱动模型 设备驱动模型,对系统的所有设备和驱动进行了抽象,形成了复杂的设备树型结构,采用面向对象的方法,抽象出了device 设备、driver 驱动、bus 总线和class 类等概念,所有已经注册的设备和驱动都挂在总线上,总线来完成设备和驱动之间的匹配。总线、设备、驱动以及类之间的关系错综复杂,在Linux 内核中通过kobject 、kset 和subsys 来进行管理,驱动编写可以忽略这些管理机制的具体实现。 设备驱动模型的内部结构还在不停的发生改变,如device 、driver 、bus 等数据结构在不同版本都有差异,但是基于设备驱动模型编程的结构基本还是统一的。 Linux 设备驱动模型是Linux 驱动编程的高级内容,这一节只对device 、driver 等这些基本概念作介绍,便于阅读和理解内核中的代码。实际上,具体驱动也不会孤立的使用这些概念,这些概念都融合在更高层的驱动子系统中。对于大多数读者可以忽略这一节内容。 1.1.1 设备 在Linux 设备驱动模型中,底层用device 结构来描述所管理的设备。device 结构在文件中定义,如程序清单错误!文档中没有指定样式的文字。.1所示。 程序清单错误!文档中没有指定样式的文字。.1 device 数据结构定义 struct device { struct device *parent; /* 父设备 */ struct device_private *p; /* 设备的私有数据 */ struct kobject kobj; /* 设备的kobject 对象 */ const char *init_name; /*设备的初始名字 */ struct device_type *type; /* 设备类型 */ struct mutex mutex; /*同步驱动的互斥信号量 */ struct bus_type *bus; /*设备所在的总线类型 */ struct device_driver *driver; /*管理该设备的驱动程序 */ void *platform_data; /*平台相关的数据 */ struct dev_pm_info power; /* 电源管理 */ #ifdef CONFIG_NUMA int numa_node; /*设备接近的非一致性存储结构 */ #endif u64 *dma_mask; /* DMA 掩码 */ u64 coherent_dma_mask; /*设备一致性的DMA 掩码 */ struct device_dma_parameters *dma_parms; /* DMA 参数 */ struct list_head dma_pools; /* DMA 缓冲池 */ struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* DMA 一致性内存 */ /*体系结构相关的附加项*/ struct dev_archdata archdata; /* 体系结构相关的数据 */ #ifdef CONFIG_OF

Linux设备驱动程序学习(10)-时间、延迟及延缓操作

Linux设备驱动程序学习(10)-时间、延迟及延缓操作 Linux设备驱动程序学习(10) -时间、延迟及延缓操作 度量时间差 时钟中断由系统定时硬件以周期性的间隔产生,这个间隔由内核根据HZ 值来设定,HZ 是一个体系依赖的值,在中定义或该文件包含的某个子平台相关文件中。作为通用的规则,即便如果知道HZ 的值,在编程时应当不依赖这个特定值,而始终使用HZ。对于当前版本,我们应完全信任内核开发者,他们已经选择了最适合的HZ值,最好保持HZ 的默认值。 对用户空间,内核HZ几乎完全隐藏,用户HZ 始终扩展为100。当用户空间程序包含param.h,且每个报告给用户空间的计数器都做了相应转换。对用户来说确切的HZ 值只能通过/proc/interrupts 获得:/proc/interrup ts 的计数值除以/proc/uptime 中报告的系统运行时间。 对于ARM体系结构:在文件中的定义如下: 也就是说:HZ 由__KERNEL__和CONFIG_HZ决定。若未定义__KERNEL__,H Z为100;否则为CONFIG_H Z。而CONFIG_HZ是在内核的根目录

的.config文件中定义,并没有在make menuconfig的配置选项中出现。Linux的\arch\arm\configs\s3c2410_defconfig文件中的定义为: 所以正常情况下s3c24x0的HZ为200。这一数值在后面的实验中可以证实。 每次发生一个时钟中断,内核内部计数器的值就加一。这个计数器在系统启动时初始化为0,因此它代表本次系统启动以来的时钟嘀哒数。这个计数器是一个64-位变量( 即便在32-位的体系上)并且称为“jiffies_64”。但是驱动通常访问jiffies 变量(unsigned long)(根据体系结构的不同:可能是jiffies_64 ,可能是jiffies_64 的低32位)。使用jiffies 是首选,因为它访问更快,且无需在所有的体系上实现原子地访问64-位的jiffies_64 值。 使用jiffies 计数器 这个计数器和用来读取它的工具函数包含在,通常只需包含,它会自动放入jiffi es.h 。 jiffies 和jiffies_64 必须被当作只读变量。当需要记录当前jiffies 值(被声明为volatile 避免编译器优化内存读)时,可以简单地访问这个unsigned long 变量,如: 以下是一些简单的工具宏及其定义:

linux设备驱动

Linux设备驱动 操作系统的目的之一就是将系统硬件设备细节从用户视线中隐藏起来。例如虚拟文件系统对各种类型已安装的文件系统提供了统一的视图而屏蔽了具体底层细节。本章将描叙Linux核心对系统中物理设备的管理。 CPU并不是系统中唯一的智能设备,每个物理设备都拥有自己的控制器。键盘、鼠标和串行口由一个高级I/O芯片统一管理,IDE控制器控制IDE硬盘而SCSI控制器控制SCSI硬盘等等。每个硬件控制器都有各自的控制和状态寄存器(CSR)并且各不相同。例如Adaptec 2940 SCSI控制器的CSR与NCR 810 SCSI控制器完全不一样。这些CSR被用来启动和停止,初始化设备及对设备进行诊断。在Linux中管理硬件设备控制器的代码并没有放置在每个应用程序中而是由内核统一管理。这些处理和管理硬件控制器的软件就是设备驱动。Linux 核心设备驱动是一组运行在特权级上的内存驻留底层硬件处理共享库。正是它们负责管理各个设备。 设备驱动的一个基本特征是设备处理的抽象概念。所有硬件设备都被看成普通文件;可以通过和操纵普通文件相同的标准系统调用来打开、关闭、读取和写入设备。系统中每个设备都用一种特殊的设备相关文件来表示(device special file),例如系统中第一个IDE硬盘被表示成/dev/hda。块(磁盘)设备和字符设备的设备相关文件可以通过mknod命令来创建,并使用主从设备号来描叙此设备。网络设备也用设备相关文件来表示,但Linux寻找和初始化网络设备时才建立这种文件。由同一个设备驱动控制的所有设备具有相同的主设备号。从设备号则被用来区分具有相同主设备号且由相同设备驱动控制的不同设备。例如主IDE硬盘的每个分区的从设备号都不相同。如/dev/hda2表示主IDE 硬盘的主设备号为3而从设备号为2。Linux通过使用主从设备号将包含在系统调用中的(如将一个文件系统mount到一个块设备)设备相关文件映射到设备的设备驱动以及大量系统表格中,如字符设备表,chrdevs。 Linux支持三类硬件设备:字符、块及网络设备。字符设备指那些无需缓冲直接读写的设备,如系统的串口设备/dev/cua0和/dev/cua1。块设备则仅能以块为单位读写,典型的块大小为512或1024字节。块设备的存取是通过

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》阅读笔记全十八章

《LINUX设备驱动程序》阅读笔记 目录 第1章:设备驱动程序简介 (1) 第2章:构造和运行模块 (1) 第3章:字符设备驱动程序 (1) 第4章:调试技术 (2) 第5章:并发和竞态 (2) 第6章:高级字符驱动程序操作 (3) 第7章:时间、延迟及延缓操作 (3) 第8章:分配内存 (3) 第9章:与硬件通信 (4) 第10章:中断处理 (4) 第11章:内核的数据类型 (4) 第12章:PCI 驱动程序 (5) 第13章:USB 驱动程序 (5) 第14章:Linux 设备模型 (5) 第15章:内存映射和 DMA (5) 第16章:块设备驱动程序 (6) 第17章:网络驱动程序 (6) 第18章:TTY 驱动程序 (6) 第1章:设备驱动程序简介 1、“通常,设备驱动程序就是这个进入Linux内核世界的大门”,“设备驱动程序在Linux 内核中扮演着特殊的角色,它们是一个个独立的黑盒子,使某个特定硬件响应一个定义良好的内部编程接口,这些接口完全隐藏了设备的工作细节。用户的操作通过一组标准化的调用执行,而这些调用独立于特定的驱动程序”。 2、Linux系统将设备分成三种基本类型:字符设备、块设备和网络设备。 第2章:构造和运行模块 1、“内核黑客通常拥有一个‘牺牲用的’系统,用于测试新的代码”。 2、模块在被使用之前需要注册,而退出时要仔细撤销初始化函数所做的一切。驱动模块只能调用由内核导出的那些函数。 3、公共内核符号表中包含了所有的全局内核项(即函数和变量)的地址。当模块被装入内核后,它所导出的任何符号都会变成内核符号表的一部分。 第3章:字符设备驱动程序 第一节-主设备号和次设备号。对字符设备的访问都是通过文件系统内的设备名称进行的。通常而言,主设备号标识设备对应的驱动程序,而次设备号用于正确确定设备文件所指的设备。对应的数据结构为dev_t 类型。分配设备号使用函数alloc_chrdev_region() ,释放就使用unregister_chrdev_region() 函数。 第二节-一些重要的数据结构。大部分基本的驱动程序的操作都要涉及到三个重要的内

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Linux内核与C代码
v Linux内核庞大,结构复杂
? 对Linux 2.4内核的统计:1万个文件,4百万行代码 ? 对Linux 2.6内核的统计:1.5万个文件,6百万行代码
v Linux内核的主体使用GNU C,在ANSI C
上进行了扩充
? Linux内核必须由gcc编译编译 ? gcc和Linux内核版本并行发展,对于版本的依赖性强 ? Linux 2.6内核建议使用gcc 3.3以上版本,C99编程风格
v 内核代码中使用的一些编程技巧,在通常
的应用程序中很少遇到
v 学好Linux、首先要学好C语言
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linux 2.4 的内核目录结构
/arch /arch /drivers /drivers /kernel /kernel /lib /lib /boot /boot
/arm /arm
/alpha /alpha
/m68k /m68k /kernel /kernel /lib /mm /lib /mm
/mach-s3c2410 /mach-s3c2410
/Documentation /Documentation /ipc /ipc /fs /fs Linux2.4.x Linux2.4.x /include /include /mm /mm /init /init /net /net /scripts /scripts /asm-arm /asm-arm /arch-s3c2410 /arch-s3c2410 /linux /linux /proc-armv /proc-armv /net /net
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