前言 这一部分主要是用来介绍 Linux 设备驱动程序的一些基本概念,包括:Linux 设备驱动程序的作用、内核功能的划分、设备和模块的分类以及版本编号。 一、Linux 设备驱动程序的作用 设备驱动程序就像一个个的“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,这些操作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。将这些调用映射到作用于实际硬件的设备特有操作上,则是设备驱动程序的任务。 3 类驱动如下: 字符设备 一个字符(char)设备是一种可以当作一个字节流来存取的设备(如同一个文件); 一个字符驱动负责实现这种行为,这样的驱动常常至少实现 open,close,read,和 write 内核与网络设备驱动间的通讯与字符和块设备驱动所用的完全不同。不用 read 和 write,内核调用和报文传递相关的函数。 有其他的划分驱动模块的方式,与上面的设备类型是正交的。
在Linux设备驱动之字符设备(一)中学习了设备号的构成,设备号的申请与释放。在Linux设备驱动之字符设备(二)中学习了如何创建一个字符设备,初始化,已经注册到系统中和最后释放该字符设备。 本节将结合前两节学到的知道,编写一个简单的字符设备驱动。最后总结一下字符设备驱动的模型。 字符设备驱动程序源码 #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/ 237,所以下一步就是根据主设备号创建设备节点。 字符设备驱动模型
通过上一节Linux设备驱动字符设备(一)了解了Linux设备驱动的分类,设备号的构成,设备号的申请以及设备号的释放。 在Linux内核中使用struct cdev结构来代码字符设备。 struct kobject kobj 内核的内嵌对象,是Linux设备驱动模型的重要成员。 struct module *owner 字符设备驱动程序所在的内核模块指针 struct file_operations *ops 字符设备驱动程序文件操作函数集,是应用程序通过文件系统访问驱动的桥梁 struct list_head 用来将系统中字符设备形成的链表 dev_t dev 字符设备的设备号,由主次设备号组成 unsigned int count 次设备号的个数,用于表示驱动程序管理的同类设备的个数 目前为止,已经了解了设备号,设备号的构成,字符设备分配,字符设备的初始化,字符设备的注册以及字符设备的注销。将在下一节通过一个简单的字符设备驱动程序来再次熟悉整个流程,然后总结字符设备驱动的编写模型。
Linux中设备驱动的分类 从上图可以看到Linux系统将各异的设备分为三大类:字符设备,块设备和网络设备。内核针对每一类设备都提供了对应驱动模型架构,包括基本的内核设施和文件系统接口。 主设备号用来标识对于的设备驱动程序,而次设备号则由驱动程序使用,用来标识它所管理的若干同类设备。 设备号的表示 在linux系统中,设备号用dev_t表示。这是个32位的无符号整数。 为了保证以后主次设备号所占的位数发生变化之后,驱动程序依然可以正常工作,内核提供了如下了几个宏来操作设备号。 假设在内核版本之后对主次设备号所占的位数发生了变化,MINORBITS修改为18位,只要驱动是使用MAJOR和MINOR宏来操作设备号,就不需要修改驱动代码也可以在新内核中使用。 ,第一个参数form表示一个设备号,第二个参数count表示次设备的个数,也就是当前驱动程序所管理的同类设备的个数,第三个参数name表示设备或者驱动的名称。
(在终端中输入) cd Desktop //然后按下回车 3.创建文件夹(此步骤可跳过,但建议创建) mkdir 文件名 4.建立文本 gedit helloworld.c //然后按下回车, 格式不对 Linux设备驱动程序安装fatal error: linux/module.h: No such file or directory 需要makefile文件 要在Ubuntu中安装整个Linux
前言 研究IO也很久了,一直无法串联bio和块设备驱动,只知道bio经过IO调度算法传递到块设备驱动,怎么过去的,IO调度算法在哪里发挥作用,一直没有完全搞明白,查看了很多资料,终于对块设备驱动有所理解 一、传统块设备 我们先来实现一个基于内存的传统块设备驱动。 request_queue和gendisk绑定 4.注册gendisk static int __init simp_blkdev_init(void) { int ret; // 1.5.3 bio-块设备 通过make_request_fn和request_fn,我们将bio和块设备驱动串联起来了。 而且IO调度算法会在这两个函数发挥作用。 ? 上面写的基于内存的块设备不就是一个超高速块设备嘛,我们能不能写一个没有中间商的驱动 2.1 simp_blkdev_init 我们需要重写一下init代码,不调用blk_init_queue。
Linux设备驱动概述 操作系统内核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。 每当用户程序要访问某个设备时,通过系统调用,内核根据设备结点的信息调用相应的驱动程序。当驱动程序执行完后,又返回至用户进程。 Linux下设备的属性 设备的类型:字符设备、块设备、网络设备; 主设备号:标识设备对应的驱动程序。 一般“一个主设备号对应一个驱动程序” 次设备号:每个驱动程序负责管理它所驱动的几个硬件实例,这些硬件实例则由次设备号来表示。同一驱动下的实例编号,用于确定设备文件所指的设备。 文件名:设备文件名字。 为0代表自动分配设备号undefinedname 是驱动的名字(将出现在 /proc/devices),undefinedfops 是设备驱动的file_operations 结构。
Linux设备驱动概述 操作系统内核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。 每当用户程序要访问某个设备时,通过系统调用,内核根据设备结点的信息调用相应的驱动程序。当驱动程序执行完后,又返回至用户进程。 Linux下设备的属性 设备的类型:字符设备、块设备、网络设备; 主设备号:标识设备对应的驱动程序。 一般“一个主设备号对应一个驱动程序” 次设备号:每个驱动程序负责管理它所驱动的几个硬件实例,这些硬件实例则由次设备号来表示。同一驱动下的实例编号,用于确定设备文件所指的设备。 文件名:设备文件名字。 为0代表自动分配设备号undefinedname 是驱动的名字(将出现在 /proc/devices),undefinedfops 是设备驱动的file_operations 结构。
块设备是与字符设备并列的概念, 这两类设备在 Linux 中驱动的结构有较大差异,总体而言, 块设备驱动比字符设备驱动要复杂得多,在 I/O 操作上表现出极大的不同,缓冲、 I/O 调度、请求队列等都是与块设备驱动相关的概念 在Linux中,驱动对块设备的输入或输出(I/O)操作,都会向块设备发出一个请求,在驱动中用request结构体描述。 但对于一些磁盘设备而言请求的速度很慢,这时候内核就提供一种队列的机制把这些I/O请求添加到队列中(即:请求队列),在驱动中用request_queue结构体描述。 编写块设备驱动时,使用的一些单位介绍: 1. 扇区(Sectors):任何块设备硬件对数据处理的基本单位。通常,1个扇区的大小为512字节。(对设备而言) 2. 2.1 内核自带可参考的块设备驱动源码 drivers\block\z2ram.c drivers\block\xd.c \drivers\mmc\host\sdhci-s3c.c 2.2 块设备注册与注销函数
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当上层应用程序发起对硬件设备的操作请求时,操作系统内核会通过调用相应的设备驱动程序接口函数,将请求传递给驱动程序,驱动程序再将其转化为对硬件设备的具体操作指令。 二、设备驱动程序的类型 在 Linux 操作系统下,设备驱动程序主要分为三种类型:字符设备驱动程序、块设备驱动程序和网络设备驱动程序。 三、设备驱动程序的工作原理 设备驱动程序的工作原理可以概括为以下几个步骤: 设备初始化:在系统启动时,设备驱动程序会对硬件进行初始化,包括设置工作频率、初始化内存控制器、配置外部存储设备等。 数据传输:设备驱动程序负责在内核和设备之间传输数据。当应用程序请求读取或写入硬件设备时,设备驱动程序会处理这些请求,并将数据在内核和设备之间传输。 四、设备驱动程序的开发流程 设备驱动程序的开发流程通常包括以下几个步骤: 需求分析:明确设备驱动程序需要实现的功能和性能要求。 硬件准备:准备目标硬件设备,并确保硬件连接正常。
,驱动端与设备端的名称需要一致。 修改驱动端的probe函数,增加对SPI模式配置与中断号获取,正常情况下可以直接在SPI设备端直接修改,驱动端直接获取信息即可。 它们由设备驱动初始化,并且只能被设备驱动访问;高层协议不需要关心这块内存。 6.1 网络设备驱动编程步骤 1. 以下代码,在上面的网络设备驱动模型里加入了ENC28J60驱动代码,实现了完整的网卡驱动程序。
驱动程序的任务是把这些标准化调用映射到实际硬件的设备特有操作上。 在编写驱动程序时,程序员应该特别注意下面这个概念:编写访问硬件的内核代码时,不要给用户强加任何特定策略。 linux中设备和模块的分类: 字符设备:字符设备是能够像字节流(类似文件)一样被访问的设备,有字符设备驱动程序来实现这种特性。 因而,块设备和字符设备的区别仅仅在于内核内部管理数据的方式,也就是内核及驱动程序之间的软件接口,而这些不同对用户来讲是透明的。在内核中,和字符驱动程序相比,块驱动程序具有完全不同的接口。 内核和网络设备驱动程序间的通讯,完全不同于内核和字符以及块驱动程序之间的通讯,内核调用一套和数据包传输相关的函数而不是read,write。 而网络设备没有设备节点是因为,网络设备是面向报文的,很难实现相关read、write等文件读写函数。所以驱动的实现也与字符设备和块设备不同。
前言 本章的目的是编写一个完整的字符设备驱动,我们开发一个字符驱动是因为这一类适合大部分简单硬件设备,字符驱动也比块驱动易于理解。 scull0 ~ scull3 4 个设备,每个由一个全局永久的内存区组成,全局意味着如果设备被多次打开,设备中含有的数据由所有打开它的文件描述符共享,永久意味着如果设备关闭又重新打开,数据不会丢失 scullpipe0 ~ scullpipe3 4 个 FIFO(先入先出)设备,行为类似管道, 一个进程读的内容来自另一个进程所写的,如果多个进程读同一个设备,它们竞争数据。 主编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,而虚拟控制台和串口终端都由驱动 4 管理;次编号被内核用来决定引用哪个设备,依据你的驱动是如何编写的,你可以从内核得到一个你的设备的直接指针 典型的 /proc/devices 文件如下所示: Character devices: 1 mem 4 /dev/vc/0 4 tty 4 ttyS 5 /dev/tty 5
一、概述 mfd是Multifunction device的简称,即多功能设备,是许多有共性的设备的集合,mfd由核心层(core)以及其下的“子设备”组成。 从下文将会看到,mfd只是将设备注册到platform总线——因此,其子设备属于platform设备。它并没有对涉及到的设备或驱动做实质性改变。 但是,因为某些设备的共性,所以可以在mfd中提供共同的函数给其下子设备进行调用。 本文提到的hisi_fmc驱动就是如此: 下面就分析mfd设备注册过程,并结合1个实例讲解。 platform device的,只是写在了mfd设备上; 至此,mfd设备的添加就完成了,最终调用驱动的probe函数。 三、mfd实例 下面介绍hisi_fmc驱动的实例: static int hisi_fmc_probe(struct platform_device *pdev) { struct hisi_fmc
前言 在linux设备驱动模型中,总线可以看作是linux设备模型的核心,系统中的其他设备以及驱动都是以总线为核心围绕。不过驱动程序员在系统中创建一条总线的机会并不多。 为此linux设备驱动模型都将围绕"总线--设备--驱动"来展开,因为符合linux设备驱动模型的设备与驱动都是必须挂载在一个总线上的,无论是实际存在的或者虚拟的。 .dev_attrs: 此bus设备上默认的属性。 .bus_groups, dev_groups, drv_groups: 分别是总线, 设备,驱动的属性。 .match: 当一个设备或者驱动添加到此总线上的时候,bus就会调用match对设备和驱动一一匹配的。 p: 一个用来管理总线上设备与驱动的数据结构。
1.概述 在linux系统中许多外围设备都被规定为字符设备,诸如按键、触摸屏、重力传感器、LED、光敏传感器等,这些设备都需要字符设备驱动才能正常工作。 2.1框架搭建 在实现字符驱动前,首先要做的是搭建字符设备驱动框架,先将固定的字符设备驱动框架搭建起来,然后再在相应的内容中添加相应的代码即可。 这里就列举出,在字符设备驱动编程中,probe函数中要实现设备树数据的获取以及字符驱动接口的注册,将其一一封装。 \n", DRIVER_CASE_DEVICE_NAME); return ERROR; } /* 4.创建设备 */ driver_case.device 4.总结 本次文章主要介绍如何创建一个可重用的字符设备驱动代码模板。虽然看上去代码很少,但是也是经常一个多星期的推敲以及优化。
4. 调用snd_device_new接口创建pcm设备。 设置当前pcm设备name, 以及具体的pcm设备类型,PCM_CAPTURE or PCM_PLAYBACK。 4. 调用snd_kernel_minor函数获得设备的此设备号。该此设备号已经存在则返回BUSY,小于返回错误。 4. 4. if ((err = substream->ops->open(substream)) < 0) 至此,整个pcm设备创建,调用,以及应用到驱动整个流程分析完毕。:)
module # ls ahci_xgene audio_smsg bcmdhd binder block bluetooth brcm_lpm cfg80211 configfs coresight_etm4x
被驱动入口函数调用。first_drv_init() 4.如何知道调用first_drv_init(),还是其他的函数呢? rmmod xxx //卸载驱动 lsmod//显示已载入系统的模块 cat/proc/devices //查看设备号 驱动程序可以自动分配主设备号,也可以手动指定。 注册驱动时会在/sys下生成设备的信息,mdev会自动的根据设备信息创建节点。所以驱动程序如果能提供设备信息,mdev就可以创建设备节点。 252和次设备号0. 3.驱动程序点灯 继续完善驱动程序,我们在驱动程序中点灯。 不过此项工作已由内核完成,设备驱动无须处理。 支持F_SETFL命令的处理,每当FASYNC标志改变时,驱动程序中的fasync()函数将得以执行。 驱动中应该实现fasync()函数。