Linux设备驱动程序课件

ruct list_head list; dev_t dev;
/*设备号*/
unsigned int count;
};
cdev的kobj、 list 、 count字段不用我们关系和维护（内核代 劳），我们只需将其ops字段指向为我们自己的file operations 结构。
Linux字符设备驱动程序培训教材(PPT 42页) 工作培 训教材 工作汇 报课件 管理培 训课件 安全培 训讲义P PT服务 技术
网络设备驱动：应用程序必须利用套接字(socket)接口访问 网络设备。
网络设备驱动程序
字符设备驱动程序基本结构
字符设备开发的基本步骤
确定主设备号和次设备号 实现字符驱动程序
实现file_operations结构体 构造字符设备结构体cdev 在模块加载函数中注册字符设备 在模块卸载函数中注销字符设备
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设备号的内部表达
设备编号的内部表达
dev_t类型(32位）： 用来保存设备编号(包括主设备号(12位)和次设备 号(20位))
从dev_t获得主设备号和次设备号： MAJOR(dev_t); MINOR(dev_t);
Linux字符设备驱动程序
Linux驱动程序的分类
字符设备驱动：用于驱动能够像字节流（文件）一样被访问 的设备。应用程序通常可以利用open、close、read、write 等系统调用访问字符设备驱动。
块设备驱动：块设备和字符设备只在系统内核内部的管理上 有所区别。应用程序对于字符设备的每一个I/O操作都会被 内核直接传递给对应的驱动程序；而应用程序对于块设备的 操作要经过虚拟文件系统（VFS）和缓冲区管理系统间接地 传递给驱动程序处理。

结构体的每个域都对应着驱动模块用来处理某个被请求的事务的 函数的地址。
struct file_operations { struct module *owner; ssize_t(*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t(*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); 。。。
Linux设备驱动
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。 可通过ls –l “设备文件名”命令查看设备的主次设 备号，以及设备的类型。
Gcc的语法扩展，使得可以定义该结构体： struct file_operations fops = {
read: device_read, write: device_write, open: device_open, release: device_release };
没有显示声明的结构体成员都被gcc初始化为NULL。
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。

BSP开发的一般步骤如下：
硬件主板研制，测试 操作系统的选定，BSP编程 上层应用程序的开发
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编写BSP函数
BSP对板卡中每个芯片的操作都通过多个函数 来完成
如果应用程序对板卡的操作都直接通过调用 BSP中的函数来完成，那将很不利于源程序的 调试 ，并降低了程序的可移植性
设备的打开与释放
open() release()
设备的读写操作
read() write()
设备的控制操作
ioctl()
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设备驱动的加载
使用模块的方式动态加载驱动
int func_init(void) Makefile: insmod xx.o lsmod rmmod xx.o
而是在系统初始化过程中由BSP把它们与操作系 统中通用的设备驱动程序关联起来，并在随后的 应用中由通用的设备驱动程序调用，实现对硬件 设备的操作。
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BSP开发的前提和步骤
开发的前提 ：
熟悉硬件方面：使用CPU等 熟悉工具方面：电表，示波器，逻辑分析仪，
硬件仿真器，仿真调试环境等 语言方面：汇编语言，C语言
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初始化过程
片级初始化：
主要完成CPU的初始化
设置CPU的核心寄存器和控制寄存器 CPU核心工作模式 CPU的局部总线模式等
片级初始化把CPU从上电时的缺省状态逐步设置 成为系统所要求的工作状态
这是一个纯硬件的初始化过程
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初始化过程（续1）
板级初始化：
完成CPU以外的其他硬件设备的初始化 同时还要设置某些软件的数据结构和参数，为随后
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printk(KERN_ALERT " Hello world exit\n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);
模块初始化 宏
模块卸载宏
2019年12月24日
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打印调试printk
指示日志级别的宏 KERN_EMERG 用于紧急事件消息，一般是系统崩溃前提示<0>
块设备通过位于 /dev 目录的文件系统结点来存取
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
块设备有专门的接口，块设备的接口必须支持挂装 （mount）文件系统。
应用程序一般通过文件系统来访问块设备上的内容
2019年12月24日
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4-2设备的分类和特点
网络设备特点
简单的内核模块编译（内核2.6）
如果是多个源文件编译出一个模块，假设模块名是test.ko， 那么源文件名不能有test.c
obj-m := test.o
test-objs := file1.o file2.o file3.o
KDIR := /home/at9200/kernel/linux-2.6.38/
（4）应用程序得到文件描述符后，使用库提供的write 或ioclt函数发出控制命令 （5）库根据write或ioclt函数传入的参数执行“swi”指令， 这条指令会引起CPU异常，再次进入内核 （6）内核的异常处理函数根据参数调用驱动程序的相关 函数，控制硬件
4-2设备的分类和特点
块设备特点
static int __init hello_init(void) {
printk(KERN_ALERT "Hello world\n");