linux设备驱动开发-20132014-2分析.ppt

Linux设备驱动开发 主要内容 设备驱动程序概念 设备管理的总体流程 设备驱动程序的开发流程及其环境 设备驱动程序编写的基本方法 用户应用程序编写的基本方法 字符设备驱动具体示例 8.1Linux设备驱动程序概述 Linux设备驱动程序是处理或操作硬件控制器的软件，集成在内核里，使得硬件能够进行正常使用，没有驱动，硬件就无法工作。 Linux允许设备驱动程序作为内核可加载模块实现，即除了可以在系统启动时进行注册外，还可以在启动后进行加载注册。 更详细的来说： 驱动介于硬件和linux内核之间 内部编程接口---使得应用程序能够通过标准化调用来操作硬件。 映射---驱动将标准化调用映射在具体的硬件和相关操作上 设备管理总体结构示意（同P174，图8.1） Linux驱动程序的开发环境（扩展） 本机编译调试 开发环境配置简单 无需网络环境 适用于配置较高的x86机器 主机+目标机 主机可以自由选择Linux或Windows+Cygwin 主机和目标机通过网络共享文件系统 内核崩溃不会影响主机 Linux驱动程序的开发环境（扩展）  主机+目标机环境包括 主机运行的工具链∶cross gcc + glibc + gdb， 如果是windows主机还要有cygwin仿真环境 主机运行远程服务，常用的有tftp用来传送内 核映像、initrd，NFS用来共享文件系统 目标机运行ssh或telnet等远程登陆服务，用来 调试驱动程序 Linux驱动开发流程（扩展） 熟悉设备的特性 确定设备驱动程序类别 编写测试用例 搜集可重用的代码 编写自己的驱动程序代码 编码、调试、测试 8.2驱动设计的基础知识 内核模块： 驱动是集成在内核中的（驱动位置）方式： 直接编译进内核 编写成模块，在有需要的时候调用进内核 Linux驱动程序模块加载 内核模块---两种方式的优缺点 直接编译进内核 优点：用户可随时调用，无需安装 缺点：占用空间 编译成模块加载进内核 优点：减少内核消耗、无需每次重新编译内核、可以进行独立升级 缺点：每次寻找模块的时候会增加系统资源的占用和运行时间 8.2.2设备驱动程序的基本类型 字符设备 所有能够象字节流一样访问的设备都通过字符设备来实现 它们被映射为文件系统中的节点，通常在/dev/目录下面 一般要包含open read write close等系统调用的实现 块设备 通常是指诸如磁盘、内存、Flash等可以容纳文件系统的存储设备。 块设备也是通过文件系统来访问，与字符设备的区别是：内核管理数据的方式不同 它允许象字符设备一样以字节流的方式来访问，也可一次传递任意多的字节。 8.2.2设备驱动程序的基本类型 网络接口设备 通常它指的是硬件设备，但有时也可能是一个软件设备(如回环接口loopback)，它们由内核中网络子系统驱动，负责发送和接收数据包。 它们的数据传送往往不是面向流的，因此很难将它们映射到一个文件系统的节点上。 杂项设备 定义为misc device 驱动结构同字符设备类似 8.2.3设备文件（扩展） 设备文件 Linux使用设备文件来统一对设备的访问接口，将设备文件放在/dev/目录下 设备的命名一般为设备文件名+数字或者字母表示的子类，例如/dev/hda1, /dev/hda2等 Linux 2.4以后引入了设备文件系统（devfs）的概念，所有的设备文件作为一个可以挂装的文件系统，这样就可以被文件系统统一管理，从而设备文件就可以挂装到任何需要的地方。一般将主设备建立一个目录，再将具体的子设备文件建立在此目录下。例如，/dev/had/1, /dev/mtdblock/0 8.2.3主次设备号 对设备的访问是通过设备文件进行访问的。 设备文件存放于/dev目录中：通过ls –l /dev进行查看 设备号（主+次）：同一类设备拥有相同的主设备号，具体设备通过次设备号区分，“一个主设备号对应一个驱动程序” 8.2.3 主次设备号 内核中保存设备号的结构体：dev_t(32位） 获取方式：宏 MAJOR(dev）； MINOR（dev）； 内核2.6以前，主设备号255和次设备号255个 内核2.6以后，可以大于255个 8.2.4字符设备相关数据结构 驱动程序使用的2个重要结构 struct file struct file_operations Struct inode 设备驱动程序接口（ struct file_operations ） 设备驱动程序接口( struct file_operations), 标记化方法： static struct file_operations demo_fops = { owner: TH