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Linux 2.6字符设备驱动程序设计 黄松青 设备驱动概述 设备由两部分组成，一个是被称为控制器的电器部分，另一个是机械部分。 一组寄存器组被赋予到各个控制器。I/O端口包含4组寄存器，即状态寄存器，控制寄存器，数据输入寄存器，数据输出寄存器。 状态寄存器拥有可以被CPU读取的(状态)位，用来 指示当前命令是否执行完毕，或者字节是否可以被读出或写入，以及任何错误提示。 控制寄存器则用于启动一条命令（指令）或者改变设备的(工作)模式。 数据输入寄存器用于获取输入的数据。 数据输出寄存器则向CPU发送结果。 设备驱动概述 操作系统是通过各种驱动程序来驾驭硬件设备，它为用户屏蔽了各种各样的设备。 设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口。 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. 设备驱动概述 驱动完成以下的功能: 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. 设备驱动概述 无操作系统的设备驱动 有操作系统的设备驱动 Linux系统驱动概述 驱动程序在Linux系统中以内核模块的形式存在,它的编写方式遵循模块的方式 驱动程序在系统的程序中介于HAL层与硬件之间.向上,与系统各部分(主要是文件系统)衔接,向下,处理硬件的各种操作请求 系统与驱动之间有标准的接口定义,驱动就是要实现系统的接口 Linux提供3种基本的设备驱动接口,包括字符,块设备和网络设备驱动,其中字符设备是应用最广,和用户应用程序联系最直接的驱动 Linux系统驱动概述 Linux操作系统把设备纳入文件系统的范畴来管理。 每个设备在Linux系统上看起来都像一个文件，它们存放在/dev目录中，称为设备节点。 对文件操作的系统调用大都适用于设备文件。 字符设备驱动 应用程序如何使用字符设备,一个例子 static char buf[1024]; int main(void) { int fd, size = 1024; fd = open(“/dev/fb0”, O_RDWR); if(fd 0) { read(fd, buf, size); … write(fd, buf, size); } return 0; } 字符设备驱动 字符设备通过文件系统中的名子来存取. 那些名子称为文件系统的特殊 文件,或者设备文件,一般放在/dev目录下 #ls –l /dev/ crw-rw-rw- 1 root root 1, 5 Apr 11 2002 zero crw-rw-rw- 1 root root 1, 3 Apr 11 2002 null crw 1 root root 4, 1 Oct 28 03:04 tty1 crw-rw-rw- 1 root tty 4, 64 Apr 11 2002 ttys0 crw-rw 1 root uucp 4, 65 Apr 11 2002 ttyS1 crw--w 1 vcsa tty 7, 1 Apr 11 2002 vcs1 crw--w 1 vcsa tty 7,129 Apr 11 2002 vcsa1 其中,类似 4, 1这样的数字叫设备的主,次编号 字符设备驱动 主次编号 -- 传统上, 主设备号标识设备相连的驱动例如, /dev/null 和 /dev/zero 都由驱动 1 来管理,次设备号是用来区分同一驱动程序管理的不同设备 -- 在内核中,系统是根据主次编号来确定调用的驱动程序的,对于 2.6.0 内核,主次编号是 32 位的数,叫dev_t类型, 12 位用作主编号, 20 位用作次编号,为了保障代码的移植,应该用系统提供的宏 来操作 MAJOR(dev_t dev) MINOR(dev_t dev) MKDEV(int major, int minor) -- 可以根据主次编号在文件系统中建立对应的设备名 #mknod /dev/my_name c 254 0 字符设备驱动 分配和释放设备编号 #incl