嵌入式Linux设备驱动的设计方法研究
- 格式：pdf
- 大小：141.86 KB
- 文档页数：3
的开发效 率 ．
１ 可加载 的设备驱动程序 内部结构和功能
Ｌｎｘ 作 系统下有 ２ 主要 的设 备文 件类 型 ： 符设 备和 块设 备 ． 符设 备和 块设 备 的 主要 区别 是 ： ｉｕ 操 类 字 字 在
对字符设备发出读／ 写请求时 ， 实际的硬件 ＩＯ一般就紧接着发生了 ， ／ 例如字符终端和串 口； 块设备是利用一 块系统 内存作缓冲区， 当用户进程对设备请求能满足用户的要求 ， 就返回请求 的数据 ． 块设备是主要针对磁 盘等慢 速设 备设 计 的 ， 以免 耗 费过多 的 Ｃ Ｕ时间来 等待 ． Ｐ 字符 设备 是能 够像 字 节 流一 样 被访 问的设 备 ， 由字
Ｖ０ ． １Ｎｏ ４ １３ ．
Ｊ１ ０７ ｕ ．２ Ｏ
文 章 编 号 ：００５ ６ （０７ ０－３ １ ３ １０ —８２２０ ）４０９ — ０
嵌 入 式 Ｌｎ ｘ设 备 驱 动 的 设 计 方 法 研 究 ｉｕ
张 威 黄 冲２ ，
３００ ； ． 昌 大学 网络 中 心 ， 西 南 昌 ３０６ ２ 南 江 ３００ ） ３０ ６
个 问题 ． 本文 主要介 绍 在 ｕ ｌｕ Ｃｉ ｘ操作 系统 下如 何实 现可 动态加 载 的设备 驱 动程序 的 配置 、 计 和调试 步骤 ． ｎ 设
传统的嵌入式 Ｌ ｕ 设备管理对于驱动程序 的加载采用的是静态加载的方式 ， ｉｘ ｎ 即所有的设备驱动程序
都 在系统 初始 化 的时候装 入 内核 ， 即使 在 运 行期 间不 会 被使 用 到 的 设备 ， 驱 动程 序 也 要 一 直驻 留在 内核 其 中 ， 到系统 关闭 ． 样 就造成 了系统资 源 的浪费 ． 直 这 针对 上 述 问题 ， 文 对嵌 入 式 Ｌｎｘ驱动 程 序 的动 态可 加 本 ｉ ｕ 载 机制进 行研 究 ， 机 制将设 备驱 动编 译为 独立 的模 块 ， 该 在需 要 的时 候 插入 到 内核 中 ， 在不 需 要 时从 内核 中 删除， 因此可 以使核 心保 持很 小尺 寸 的同时非 常灵 活 ， 于进 行驱 动 程 序 的测 试 ， 大 大提 高 了嵌入 式 产 品 便 并
维普资讯
第 ３ 卷第 ４ １ 期
２０ ０７年 ７月
江西 师范大学学报（ 自然科学版 ）
ＪＵ Ｎ ＬＯ Ａ Ｇ ＩＮ Ｒ Ａ ＮＶ Ｒ ｎ Ｎ Ｏ Ｒ Ａ ＦＪ Ｎ Ｘ Ｏ Ｍ ＬＵ ＩＥ Ｓ ￣（ Ｒ ＬＳ ＩＮ Ｅ Ｉ Ａ ＣＥ Ｃ ）
（ ． 昌大 学 信 息工 程 学 院计 算 中心 ， 西 南 昌 １南 江
摘要 ： 该文在对 ｕｌｕ 设备管理机制进行深入研究的基础上， Ｃｎ ｉｘ 详细阐述了嵌入式 Ｌ ｕ 设备驱动程序的 ｉｘ ｎ
分类及特点 ， 重点分析了动态可加载设备驱动程序 的原理 和设计步骤 ， 并实现 了基于 ｕＨ ｕ Ｃ ｎｘ的字符型设 备 的动态 可加载驱动程序 ． 实验结果表明 ， 动态 可加 载方 式为嵌 入式 Ｌｎｘ ｉ 驱动程序的调试提供 了便捷的 ｕ
符设备 驱动 程序来 实 现这种 特性 ． 嵌 入式 Ｌｎｘ 动程 序 的基 本组 成部 分包 括 ：（） 块初 始化 函数 ｉｔ ｏｕｅ）该 函数是 每个 内核 模块 ｉ 驱 ｕ １模 ｎ ． ｄｌ（ ． ｉｍ 加 载 的时候 首先调 用 的一个 默认 函数 ． 一般 在该 函数 中完成 设 备 的注 册 ， 当模 块 加 载完 毕 之后 ， 内核 即 知 晓 设 备 的存 在 ．（） 块 卸载 函数 ｃ ａｕ． ｏｕ （ ， 函数 与 ｉｉｍ ｄｌ（做 相反 的工 作 ， 内核 中取 消设 备 的 ２模 ｌ ｎｐｍ ｌ ）该 ｅ ｄ ｅ ｎ．ｏｕ ） ｔ ｅ 在 登 记 ． 函数 在模块 卸 载 的时候 自动调 用 ．（） 备 驱动程 序接 口 ｆｅｏｅａｏｓ通 常所说 的设 备 驱动 接 口是 该 ３设 ｉ ． ｒｉ ． ｌ ｐ ｔｎ 指结 构 ｆｅｏｅａｏｓ｝它定 义 在 ＜ｌｕ／ｓｈ ｉ ． ｒｉ ｛， ｌ ｐ ｔｎ ｉ ｘｆ． ＞中 ． 作 系统 内核使 用 ｆｅｏｅａｏｓ 构 访 问驱 动 程 序 的 函 ｎ 操 ｉ ．ｐｒｉ 结 ｌ ｔｎ 数， 从而 对硬 件进行 控 制 ．ｌ ｏｅａｏｓ 构 主要包 括 ｏｅ ， ａ ，ｒｅｉ ｔｒｌ ｓ 等 成员 函数 ． ｉ ． ｔｎ ｆｅ ｐｒｉ 结 ｐｎ ｒ ｄｗｉ ，ｃ ， ｅ ｅ ｅ ｔ ｏｌ ｅａ
收 稿 日期 ：０７０ ．６ ２０ ．５１
作者简介 ： 张威 （９ ０）男 ， １７一 ， 江苏太仓人 ， 主要从事计算机应用研究 ．
维普资讯
江 西 师 范 大 学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
２０ ０７薤
根据上述分析 ， 可加载设备驱动程序的工作流程为首先通过模块加载命令 ｉ ｍ 把设备驱动程序插入 ｎ ｏ ｓｄ 到 内核 中 ． 后 ｉ ｍ 将调用 ｉｔ ｏｕｅ ） 然 ｎ ｏ ｓｄ ｎ ．ｄ ｌ（方法 首先 对设 备 的 ｉｉ函数 指针 初始 化 ， ｉｍ ｎｔ 再通 过调用 ｒ ｉｅ＿ｅ（ ｅｓｒ ｖ） ｇｔ ｄ
途径 ， 同时亦有 效地提高了嵌 入式产品的开发效率 ．
关键词 ： 嵌入式；Ｃｉ ｘ设备驱动； １． １ ３１ ２ １ ５
文 献标识 码 ： Ａ
随着计算机控制技术的不断发展 ， 嵌入式系统已广泛渗透到仪器仪表 、 工业控制等各个领域 ， 成为备受 关注 的热点 ． ｕ ｌｕ 而 Ｃｉ ｘ是专 门用 于控 制 系统 的微型化 的嵌 入式 Ｌｎｘ它 具有 内核 小 、 ｎ ｉｕ， 效率 高 、 代码 开放 等 源 优点 ， 应用前景十分广泛． 在嵌入式 ｕ Ｌ ｕ 上实现设备驱动程序的添加 的方法 ， Ｃｉ ｘ ｎ 一直是开发人员关注 的一
１ 可加载 的设备驱动程序 内部结构和功能
Ｌｎｘ 作 系统下有 ２ 主要 的设 备文 件类 型 ： 符设 备和 块设 备 ． 符设 备和 块设 备 的 主要 区别 是 ： ｉｕ 操 类 字 字 在
对字符设备发出读／ 写请求时 ， 实际的硬件 ＩＯ一般就紧接着发生了 ， ／ 例如字符终端和串 口； 块设备是利用一 块系统 内存作缓冲区， 当用户进程对设备请求能满足用户的要求 ， 就返回请求 的数据 ． 块设备是主要针对磁 盘等慢 速设 备设 计 的 ， 以免 耗 费过多 的 Ｃ Ｕ时间来 等待 ． Ｐ 字符 设备 是能 够像 字 节 流一 样 被访 问的设 备 ， 由字
Ｖ０ ． １Ｎｏ ４ １３ ．
Ｊ１ ０７ ｕ ．２ Ｏ
文 章 编 号 ：００５ ６ （０７ ０－３ １ ３ １０ —８２２０ ）４０９ — ０
嵌 入 式 Ｌｎ ｘ设 备 驱 动 的 设 计 方 法 研 究 ｉｕ
张 威 黄 冲２ ，
３００ ； ． 昌 大学 网络 中 心 ， 西 南 昌 ３０６ ２ 南 江 ３００ ） ３０ ６
个 问题 ． 本文 主要介 绍 在 ｕ ｌｕ Ｃｉ ｘ操作 系统 下如 何实 现可 动态加 载 的设备 驱 动程序 的 配置 、 计 和调试 步骤 ． ｎ 设
传统的嵌入式 Ｌ ｕ 设备管理对于驱动程序 的加载采用的是静态加载的方式 ， ｉｘ ｎ 即所有的设备驱动程序
都 在系统 初始 化 的时候装 入 内核 ， 即使 在 运 行期 间不 会 被使 用 到 的 设备 ， 驱 动程 序 也 要 一 直驻 留在 内核 其 中 ， 到系统 关闭 ． 样 就造成 了系统资 源 的浪费 ． 直 这 针对 上 述 问题 ， 文 对嵌 入 式 Ｌｎｘ驱动 程 序 的动 态可 加 本 ｉ ｕ 载 机制进 行研 究 ， 机 制将设 备驱 动编 译为 独立 的模 块 ， 该 在需 要 的时 候 插入 到 内核 中 ， 在不 需 要 时从 内核 中 删除， 因此可 以使核 心保 持很 小尺 寸 的同时非 常灵 活 ， 于进 行驱 动 程 序 的测 试 ， 大 大提 高 了嵌入 式 产 品 便 并
维普资讯
第 ３ 卷第 ４ １ 期
２０ ０７年 ７月
江西 师范大学学报（ 自然科学版 ）
ＪＵ Ｎ ＬＯ Ａ Ｇ ＩＮ Ｒ Ａ ＮＶ Ｒ ｎ Ｎ Ｏ Ｒ Ａ ＦＪ Ｎ Ｘ Ｏ Ｍ ＬＵ ＩＥ Ｓ ￣（ Ｒ ＬＳ ＩＮ Ｅ Ｉ Ａ ＣＥ Ｃ ）
（ ． 昌大 学 信 息工 程 学 院计 算 中心 ， 西 南 昌 １南 江
摘要 ： 该文在对 ｕｌｕ 设备管理机制进行深入研究的基础上， Ｃｎ ｉｘ 详细阐述了嵌入式 Ｌ ｕ 设备驱动程序的 ｉｘ ｎ
分类及特点 ， 重点分析了动态可加载设备驱动程序 的原理 和设计步骤 ， 并实现 了基于 ｕＨ ｕ Ｃ ｎｘ的字符型设 备 的动态 可加载驱动程序 ． 实验结果表明 ， 动态 可加 载方 式为嵌 入式 Ｌｎｘ ｉ 驱动程序的调试提供 了便捷的 ｕ
符设备 驱动 程序来 实 现这种 特性 ． 嵌 入式 Ｌｎｘ 动程 序 的基 本组 成部 分包 括 ：（） 块初 始化 函数 ｉｔ ｏｕｅ）该 函数是 每个 内核 模块 ｉ 驱 ｕ １模 ｎ ． ｄｌ（ ． ｉｍ 加 载 的时候 首先调 用 的一个 默认 函数 ． 一般 在该 函数 中完成 设 备 的注 册 ， 当模 块 加 载完 毕 之后 ， 内核 即 知 晓 设 备 的存 在 ．（） 块 卸载 函数 ｃ ａｕ． ｏｕ （ ， 函数 与 ｉｉｍ ｄｌ（做 相反 的工 作 ， 内核 中取 消设 备 的 ２模 ｌ ｎｐｍ ｌ ）该 ｅ ｄ ｅ ｎ．ｏｕ ） ｔ ｅ 在 登 记 ． 函数 在模块 卸 载 的时候 自动调 用 ．（） 备 驱动程 序接 口 ｆｅｏｅａｏｓ通 常所说 的设 备 驱动 接 口是 该 ３设 ｉ ． ｒｉ ． ｌ ｐ ｔｎ 指结 构 ｆｅｏｅａｏｓ｝它定 义 在 ＜ｌｕ／ｓｈ ｉ ． ｒｉ ｛， ｌ ｐ ｔｎ ｉ ｘｆ． ＞中 ． 作 系统 内核使 用 ｆｅｏｅａｏｓ 构 访 问驱 动 程 序 的 函 ｎ 操 ｉ ．ｐｒｉ 结 ｌ ｔｎ 数， 从而 对硬 件进行 控 制 ．ｌ ｏｅａｏｓ 构 主要包 括 ｏｅ ， ａ ，ｒｅｉ ｔｒｌ ｓ 等 成员 函数 ． ｉ ． ｔｎ ｆｅ ｐｒｉ 结 ｐｎ ｒ ｄｗｉ ，ｃ ， ｅ ｅ ｅ ｔ ｏｌ ｅａ
收 稿 日期 ：０７０ ．６ ２０ ．５１
作者简介 ： 张威 （９ ０）男 ， １７一 ， 江苏太仓人 ， 主要从事计算机应用研究 ．
维普资讯
江 西 师 范 大 学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
２０ ０７薤
根据上述分析 ， 可加载设备驱动程序的工作流程为首先通过模块加载命令 ｉ ｍ 把设备驱动程序插入 ｎ ｏ ｓｄ 到 内核 中 ． 后 ｉ ｍ 将调用 ｉｔ ｏｕｅ ） 然 ｎ ｏ ｓｄ ｎ ．ｄ ｌ（方法 首先 对设 备 的 ｉｉ函数 指针 初始 化 ， ｉｍ ｎｔ 再通 过调用 ｒ ｉｅ＿ｅ（ ｅｓｒ ｖ） ｇｔ ｄ
途径 ， 同时亦有 效地提高了嵌 入式产品的开发效率 ．
关键词 ： 嵌入式；Ｃｉ ｘ设备驱动； １． １ ３１ ２ １ ５
文 献标识 码 ： Ａ
随着计算机控制技术的不断发展 ， 嵌入式系统已广泛渗透到仪器仪表 、 工业控制等各个领域 ， 成为备受 关注 的热点 ． ｕ ｌｕ 而 Ｃｉ ｘ是专 门用 于控 制 系统 的微型化 的嵌 入式 Ｌｎｘ它 具有 内核 小 、 ｎ ｉｕ， 效率 高 、 代码 开放 等 源 优点 ， 应用前景十分广泛． 在嵌入式 ｕ Ｌ ｕ 上实现设备驱动程序的添加 的方法 ， Ｃｉ ｘ ｎ 一直是开发人员关注 的一
