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Linux设备驱动程序原理及框架-内核模块入门篇内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块内核模块介绍Linux采用的是整体式的内核结构，这种结构采用的是整体式的内核结构，采用的是整体式的内核结构的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，Linux提供了一种全新的机制，叫(可安装) 提供了一种全新的机制，可安装) 提供了一种全新的机制模块” )。
利用这个机制“模块”(module)。
利用这个机制，可以)。
利用这个机制，根据需要，根据需要，在不必对内核重新编译链接的条件将可安装模块动态的插入运行中的内核，下，将可安装模块动态的插入运行中的内核，成为内核的一个有机组成部分；成为内核的一个有机组成部分；或者从内核移走已经安装的模块。
正是这种机制，走已经安装的模块。
正是这种机制，使得内核的内存映像保持最小，的内存映像保持最小，但却具有很大的灵活性和可扩充性。
和可扩充性。
内核模块内核模块介绍可安装模块是可以在系统运行时动态地安装和卸载的内核软件。
严格来说，卸载的内核软件。
严格来说，这种软件的作用并不限于设备驱动，并不限于设备驱动，例如有些文件系统就是以可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，它主要用来实现设备驱动程序或者与设备驱动密切相关的部分(如文件系统等)。
密切相关的部分(如文件系统等)。
课程内容内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块应用层加载模块操作过程内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，并且创建好该系统中的硬件设备的列表树：文件系统。
且创建好该系统中的硬件设备的列表树：/sys 文件系统。
(udev 服务就是通过读取该文件系统内容来创建必要的设备文件的。
)。
我们将详细的介绍Linux的设备驱动模型。
Linux设备驱动模型是一个相当复杂的系统，对于初学者来说真有些无从入手。
而且更加困难的是，随着新的Linux Kernel的release，Linux 的设备驱动模型总会有或大或小的变化，我们将尽量展现Linux Kernel 的这种变化。
早期的Linux内核（版本2.4之前）并没有实现一个统一的设备模型，设备节点的创建一般是mknod命令手动创建或利用devfs文件系统创建。
早期的Linux发行版一般会采用手动创建的方式预先把通常用到的节点都创建出来，而嵌入式系统则会采用devfs的方式。
起初Linux 2.6 内核还支持devfs，但从2.6.18开始，内核完全移除了devfs系统而采用的udev的方式动态的创建设备节点。
因此，新的Linux发行版都采用udev的方式管理设备节点文件。
Linux2.6设备驱动模型的基本元素是Class、Bus、Device、Driver，下面我们分别介绍各个部分。
Class 和Class Device驱动模型最基本的概念是设备及其类别，Linux中使用struct class 和struct class_device来管理不同类别的设备。
由于设备驱动模型是一个复杂的系统，我们还是从一个简单的例子开始介绍，然后在逐步展开。
其实实现设备节点的动态创建是一个很简单的事情，并不需要太多的代码。
我们修改我们的驱动初始化函数如下：#include <linux/device.h>#define DEVNAME "hello"static dev_t dev;static struct class *hello_c lass;static struct cdev *hello_cdev;static int __init hello_init(void){int error;error = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 2, "hello");if (error){printk("hello: alloc_chardev_region failed! ");goto out;}hello_cdev = cdev_alloc();if (hello_cdev == NULL){printk("hello: alloc cdev failed! ");error = -ENOMEM;goto out_chrdev;}hello_cdev->ops = &hello_fops;hello_cdev->owner = THIS_MODULE;error = cdev_add(hello_cdev, dev, 1);if (error){printk("hello: cdev_add failed! ");goto out_cdev;}hello_class = class_create(THIS_MODULE, DEVNAME);if (IS_ERR(hello_class)){error = PTR_ERR(hello_class);goto out_chrdev;}class_device_create(hello_class, NULL, dev, NULL, DEVNAME);memset (hello_buf, 0, sizeof(hello_buf));memcpy(hello_buf, DEFAULT_MSG, sizeof(DEFAULT_MSG));printk("hello: Hello World! ");return 0;out_cdev:cdev_del(hello_cdev);out_chrdev:unregister_chrdev_region(hello_cdev->dev, 2);out:return error;}static void __exit hello_exit(void){class_device_destroy(hello_class, dev);class_destroy(hello_class);unregister_chrdev_region(hello_cdev->dev, 2);cdev_del(hello_cdev);printk("hello: Goodbye World ");}重新编译这个驱动程序，当加载这个驱动到内核中时，系统（一般是hotplug和udev系统）就会自动的创建我们指定的设备名字：/dev/hello，同时，你也可以发现在sysfs系统中添加了新的文件：/sys/class/hello/hello/。
Linux在2.6版本引入了设备驱动模型，设备驱动模型负责统一实现和维护一些特性，诸如：热插拔、对象生命周期、用户空间和驱动空间的交互等基础设施1.设备驱动模型基本概念设备驱动模型主要包含：类（class）、总线（bus）、设备（device）、驱动（driver），它们的本质都是内核中的几种数据结构的“实例”∙类的本质是class结构体类型，各种不同的类其实就是class的各种实例∙总线的本质是bus_type结构体类型，各种不同的总线其实就是bus_type的各种实例∙设备的本质是device结构体类型，各种不同的设备其实就是device的各种实例∙驱动的本质是device_driver结构体类型，各种不同的驱动其实就是device_driver的各种实例2.sysfs基本概念sysfs其实就是/sys目录，其主要作用就是：展示设备驱动模型中各组件的层次关系，并将各组件的本体——内核中的数据结构以文件形式呈现，方便用户层查看及操作3./sys目录结构与设备驱动模型∙/sys目录结构很好的展示了驱动设备模型，如图：∙注意：同一个设备可能在/sys中存在多个设备文件，比如一颗led的设备文件可能在/sys/bus/platform/devices/led1，同时还有一个在/sys/class/leds/led1。
虽然他们都是同一颗led的设备文件，但是他们的来源、机制、原理都是不同的，不能混为一谈4.各组件的特性与联系∙kobject：设备驱动模型各实例的最基本单元，提供一些公用型服务如：提供该实例在sysfs中的操作方法（show和store）；提供在sysfs中以文件形式存在的属性，其实就是应用接口；提供各个实例的层次架构，让sysfs中弄出目录结构。
设备驱动模型中每个实例内部都会包含一个kobject∙总线、设备、驱动，这三者有着密切的联系。
在内核中，设备和驱动是分开注册的，注册设备的时候，并不需要驱动已经存在，而驱动被注册的时候，也不需要对应的设备已经被注册。
Linux系统设备驱动程序概述1.1 Linux设备驱动程序分类Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序的增加。
在Linux内核的不断升级过程中，驱动程序的结构还是相对稳定。
在2.0.xx到2.2.xx的变动里，驱动程序的编写做了一些改变，但是从2.0.xx的驱动到2.2.xx的移植只需做少量的工作。
Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络设备(network device)三种。
字符设备是指存取时没有缓存的设备。
块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)，字符设备则没有这个要求。
典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。
块设备主要包括硬盘软盘设备，CD-ROM等。
一个文件系统要安装进入操作系统必须在块设备上。
网络设备在Linux里做专门的处理。
Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket机制。
在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据的传递。
系统里支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。
1.2编写驱动程序的一些基本概念无论是什么操作系统的驱动程序，都有一些通用的概念。
操作系统提供给驱动程序的支持也大致相同。
下面简单介绍一下网络设备驱动程序的一些基本要求。
1.2.1发送和接收这是一个网络设备最基本的功能。
一块网卡所做的无非就是收发工作。
所以驱动程序里要告诉系统你的发送函数在哪里，系统在有数据要发送时就会调用你的发送程序。
还有驱动程序由于是直接操纵硬件的，所以网络硬件有数据收到最先能得到这个数据的也就是驱动程序，它负责把这些原始数据进行必要的处理然后送给系统。
这里，操作系统必须要提供两个机制，一个是找到驱动程序的发送函数，一个是驱动程序把收到的数据送给系统。
1.2.2中断中断在现代计算机结构中有重要的地位。
UT4412BV03开发板学习linux设备驱动模型（一）设备驱动模型概述：设备驱动模型比较复杂，linux系统将设备和驱动归结到设备驱动模型中来管理,设备驱动模型的提出解决了以前编写驱动时没有统一的方法的局面，设备驱动模型给各种驱动程序提供了很多辅助性的函数，这些函数经过严格测试，可以很大程度上提高驱动开发人员的工作效率。
设备驱动模型中用到的几个核心的数据结构，分别是kobjeck，kset，subsystem，这些结构体使设备驱动模型组成了一个层次结构，该层次结构将驱动，设备，总线等联系起来，形成了一个完整的设备驱动。
kobject结构体提供了一个最基本的设备对象管理能力，每一个在内核中注册的kobject对象都对应于sysfs文件中的一个目录。
对应头文件：#include<linux/kobject.h>对应源文件：kobjeck.c1.kobject结构体struct kobject {const char *name; //kobject结构体的名字，作为一个目录显示在sysfs文件系统中struct list_head entry; //链接下一个kobject结构体struct kobject *parent; //指向本结构体的指针struct kset *kset; //指向kset结构体的指针struct kobj_type *ktype; //指向kobj_type结构体的指针，设备属性结构体struct sysfs_dirent *sd; //struct kref kref; //表示该对象的引用计数，内核提供增加和减少引用计数的kobject_get();kobject_put();当计数为0时，该对象的所有资源被释放unsigned int state_initialized:1; //表示kobject结构体是否初始化过，1表示初始化过，0表示未初始化过。
题_Camera驱动在Linux内核的移植Camera驱动在Linux内核的移植Linux 3.0.8 内核的配置系统由以下3 个部分组成：> Makefile：分布在Linux 内核源代码中的Makefile，定义Linux 内核的编译规则> 配置文件Kconfig：给用户提供配置选择的功能> 配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提供字符界面和图形界面）。
这些配置工具都是使用脚本语言编写的，如Tcl/TK、perl 等。
在Linux 内核中增加程序需要完成以下 3 项工作：> 1. 将编写的源代码复制到Linux 内核源代码的相应目录> 2. 在目录的Kconfig 文件中增加新源代码对应项目的编译配置选项> 3. 在目录的Makefile 文件中增加对新源代码的编译条目1. 实例引导：S3C2440 处理器的RTC 与LED 驱动配置。
首先，在Linux/drivers/char 目录中包含了S3C2410 处理器的RTC 设备驱动源代码s3c2410-rtc.c。
而在该目录的Kconfig 文件中包含S3C2410_RTC 的配置项目：config S3C2410_RTCbool "S3C2410 RTC Driver"depends on ARCH_S3C2410helpRTC （Realtime Clock）driver for the clock inbuilt into the Samsung S3C2410. This can provide periodic interrupt rates from 1Hz to 64Hz for user programs, and wakeup from Alarm.上述Kconfig 文件的这段脚本意味着只有在ARCH_S3C2410 项目被配置的情况下，才会出现S3C2410_RTC 配置项目，这个配置项目为布尔型（要么编译入内核，要么不编译，选择"Y" 或"N" ），菜单撒很难过显示的字符串为"S3C2410 RTC Driver"，"help" 后面的内容为帮助信息。
Linux下安装摄像头驱动详解439小游戏/在windows下安装摄像头驱动相当简单，通常主程序直接setup就OK，在linux下安装摄像头驱动就不那么容易了。
我们都知道每个linux版本官方都有相应的驱动程序提供下载，linux下安装摄像头驱动的方法如下：1、摄像头(Webcam)驱动说明;摄像头在Windows的驱动极为容易，最多是点几下鼠标，没有什么太大的难度。
但在Linux 中，驱动起来是有点困难，这并不是说Linux多高雅。
只能说开发商唯利是图，没有好处的事，他们的确不怎么积极。
Linux 的用户比较少，所以他们也不把用户当回事。
目前看来摄像头(Webcam)在 Linux 中驱动基本成熟，缺少的是应用程序的支持，比如即时通讯工具支持视频的好程序比较少。
有些芯片组是没有任何问题，在国内，大多摄像头的芯片组是Z-Star，也有显示为Vimmicro(和Z-Star是同样的芯片)的。
在Fedora 5.0或SuSE 10.x中，已经支持了很多摄像头，应该说即插即用。
对于我们来说，是不是即插即用，那是另一回事，只有幸运儿才有这个的福气。
如果您的摄像头接上还是用不了，那您就有必要看一下我写的这个文档了。
本文操作环境: Fedora Core 5.0 。
由于大部份是用源码包编译，所以还是有通用性的;1.1 摄像头在Linux中是如何支持的;在 Linux中，硬件的驱动程序，都是由内核支持的;目前比较新内核版本也集成了一些的摄像头驱动。
就是Fedora、SuSE最新版本所支持的内核也是来自由 。
所以支持也是极为正常的。
内核对硬件的支持分为内置于和外挂模块两种方便。
对于摄像头来说，大多是模块支持的;1.2 摄像头(Webcam)驱动网址;替换mxhaard.free.fr目前最新版本的摄像头驱动，已经到了 spca5xx-20060501.tar.gz 版本;您可以在上面的地址下载;2、驱动摄像头详细过程;2.1 查看摄像头型号;我们用用到 lshal 工具，在老版本的Linux是没有这个工具的。
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第1章 Linux 设备驱动模型介绍设备驱动模型，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<linux/device.h>中定义，如程序清单1.1所示。
程序清单1.1 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 kobjectkobj; /* 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_infopower;/* 电源管理*/#ifdef CONFIG_NUMA int numa_node; /*设备接近的非一致性存储结构*/ #endifu64 *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_headdma_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_OFstruct device_node*of_node;文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.注册和注销device 的函数分别是device_register()和device_unregister()，函数原型如下：int __must_check device_register(struct device *dev); void device_unregister(struct device *dev);大多数不会在驱动中单独使用device 结构，而是将device 结构嵌入到更高层的描述结构中。
linux内核驱动模型和实现原理Linux内核驱动模型和实现原理：Linux内核是一个模块化的系统，它允许用户通过加载和卸载模块来扩展系统功能。
内核驱动程序是一种特殊类型的模块，它负责与硬件设备进行交互，控制设备的操作，并将设备的功能暴露给用户空间。
在Linux内核中，驱动程序的实现原理和模型是非常重要的。
首先，让我们来了解Linux内核驱动的模型。
Linux内核驱动模型主要由字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动组成。
每种驱动类型都有自己的特点和工作方式。
字符设备驱动主要用于与字符设备进行交互，如终端设备、串口设备等。
字符设备驱动通常使用文件系统接口，通过文件描述符来访问设备，提供读写操作。
块设备驱动主要用于与块设备进行交互，如硬盘、闪存等。
块设备驱动负责管理设备的数据块，提供块设备的读写操作，支持文件系统的操作。
网络设备驱动主要用于与网络设备进行交互，如网卡、无线网卡等。
网络设备驱动负责管理网络设备的数据传输，实现网络协议栈的功能。
在Linux内核中，每种驱动类型都有对应的数据结构和函数接口，驱动程序通过这些接口与设备进行交互。
驱动程序的核心功能包括设备的注册、初始化、数据传输和中断处理等。
驱动程序的实现原理主要涉及以下几个方面：1.设备的注册和初始化：驱动程序在加载时需要将设备注册到内核中，以便内核能够识别设备并分配资源。
设备的初始化包括对设备的配置、内存的映射、中断的注册等操作。
2.数据传输和操作：驱动程序通过设备的接口进行数据的读写操作，如字符设备驱动可以使用read和write函数来进行数据传输，块设备驱动可以使用request和transfer函数来进行块的读写操作。
3.中断处理：设备通常会触发中断，驱动程序需要注册中断处理函数来处理设备的中断事件。
中断处理函数通常包括中断的处理、数据的传输、设备的复位等操作。
4.设备的管理和资源的释放：驱动程序需要负责设备的管理和资源的释放，包括设备的打开和关闭、内存的释放、中断的注销等操作。
