Linux字符设备驱动程序编写基本流程

驱动程序驱动程序一般指的是设备驱动程序（Device Driver），是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序。

相当于硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。

因此，驱动程序被比作“硬件的灵魂”、“硬件的主宰”、和“硬件和系统之间的桥梁”等。

中文名驱动程序外文名Device Driver全称设备驱动程序性质可使计算机和设备通信的特殊程序目录1定义2作用3界定▪正式版▪认证版▪第三方▪修改版▪测试版4驱动程序的开发▪微软平台▪Unix平台5安装顺序6inf文件1定义驱动程序（Device Driver）全称为“设备驱动程序”，是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序，可以说相当于硬件的接口，操作系统只能通过这个接口，才能控制硬件设备的工作，假如某设备的驱动程序未能正确安装，便不能正常工作。

惠普显卡驱动安装正因为这个原因，驱动程序在系统中的所占的地位十分重要，一般当操作系统安装完毕后，首要的便是安装硬件设备的驱动程序。

不过，大多数情况下，我们并不需要安装所有硬件设备的驱动程序，例如硬盘、显示器、光驱等就不需要安装驱动程序，而显卡、声卡、扫描仪、摄像头、Modem等就需要安装驱动程序。

另外，不同版本的操作系统对硬件设备的支持也是不同的，一般情况下版本越高所支持的硬件设备也越多，例如笔者使用了Windows XP，装好系统后一个驱动程序也不用安装。

设备驱动程序用来将硬件本身的功能告诉操作系统，完成硬件设备电子信号与操作系统及软件的高级编程语言之间的互相翻译。

当操作系统需要使用某个硬件时，比如：让声卡播放音乐，它会先发送相应指令到声卡驱动程序，声卡驱动程序接收到后，马上将其翻译成声卡才能听懂的电子信号命令，从而让声卡播放音乐。

所以简单的说，驱动程序提供了硬件到操作系统的一个接口以及协调二者之间的关系，而因为驱动程序有如此重要的作用，所以人们都称“驱动程序是硬件的灵魂”、“硬件的主宰”，同时驱动程序也被形象的称为“硬件和系统之间的桥梁”。

设备驱动程序简介1.设备驱动程序的作⽤从⼀个⾓度看，设备驱动程序的作⽤在于提供机制，⽽不是策略。

在编写驱动程序时，程序猿应该特别注意以下这个基本概念：编写訪问硬件的内核代码时，不要给⽤户强加不论什么特定策略。

由于不同的⽤户有不同的需求，驱动程序应该处理如何使硬件可⽤的问题。

⽽将如何使⽤硬件的问题留给上层应⽤程序。

从还有⼀个⾓度来看驱动程序。

它还能够看作是应⽤程序和实际设备之间的⼀个软件层。

总的来说，驱动程序设计主要还是综合考虑以下三个⽅⾯的因素：提供给⽤户尽量多的选项、编写驱动程序要占⽤的时间以及尽量保持程序简单⽽不⾄于错误丛⽣。

2.内核功能划分Unix系统⽀持多进程并发执⾏。

每⼀个进程都请求系统资源。

内核负责处理全部这些请求，依据内核完毕任务的不同，可将内核功能分为例如以下⼏部分：1.进程管理：负责创建和销魂进程。

并处理它们和外部世界之间的连接。

内核进程管理活动就是在单个或多个CPU上实现了多个进程的抽象。

2.内存管理：内存是计算机的主要资源之中的⼀个，⽤来管理内存的策略是决定系统系能的⼀个关键因素。

3.⽂件系统：内核在没有结构的硬件上构造结构化的⽂件系统。

⽽⽂件抽象在整个系统中⼴泛使⽤。

4.设备控制：差点⼉每个系统操作终于都会映射到物理设备上。

5.⽹络功能：⽹络功能也必须由操作系统来管理，系统负责在应⽤程序和⽹络接⼝之间传递数据包，并依据⽹络活动控制程序的运⾏。

全部的路由和地址解析问题都由内核处理。

可装载模块：Linux有⼀个⾮常好的特性：内核提供的特性可在执⾏时进⾏扩展。

可在执⾏时加⼊到内核的代码被称为“模块”。

Linux内核⽀持⼏种模块类型。

包含但不限于设备驱动程序。

每⼀个模块由⽬标代码组成，能够使⽤insmod程序将模块连接到正在执⾏的内核，也能够使⽤rmmod程序移除连接。

3.设备和模块的分类Linux系统将设备分成三个基本类型：字符设备、块设备、⽹络接⼝。

1.字符设备：字符设备驱动程序通常⾄少要实现open、close、read和write系统调⽤。

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。

)。

第28卷第4期增刊　2007年4月仪　器　仪　表　学　报Chinese Jour nal of Scientif ic InstrumentVol.28No.4Apr.2007　嵌入式L inux 下GPIO 驱动程序的开发及应用3何　泉,贺玉梅(北京化工大学信息科学与技术学院　北京　100029)摘　要:嵌入式Linux 是一种适用于嵌入式系统的源码开放的占先式实时多任务操作系统,是目前操作系统领域中的一个热点,其重点与难点是驱动程序的开发。

开发嵌人式Linux 下的设备驱动程序,可以更好地利用新硬件特性,提高系统访问硬件的效率,改善整个应用系统的性能。

驱动程序修改非常方便,使应用系统非常灵活。

本文简要论述了基于A TM E L 公司嵌入式ARM 处理器芯片的嵌入式Linux 的GP IO 驱动程序的开发原理及流程。

关键词:嵌入式Linux ;ARM ;驱动程序;设备文件;GPIOInvest igat ion an d a pplicat ion of GP IO dr iver in t he embedded L inuxHe Quan ,He YuMei(School of I nf orma tion Science and Tec hnology BU CT ,Beij ing 100029,China )Abstract :Embedded Linu x ,w hich i s a full y real 2time kernel and applicable to embedded syst ems ,has bec o me a hot s 2po t in t he do main of op erati ng system at present.It s out line and difficult y is to investigat e drivers.Developi ng device dri vers o n embedded Lin ux can help using t he new devices ,and imp rovi ng t he e fficiency of access to t he new devices and t he p erformance cap abilit y.As drivers can be changed easil y ,t he system is very convenient and flexi ble.Thi s p a 2p er simpl y point s o ut t he element s and flow of t he GPIO driver in t he embedded Linux based o n t he A RM proces sor of A TMEL system.Key words :embedded Li nux ;A RM ;driver ;device file ;GPIO　3基金项目国家自然科学基金(6)、北京化工大学青年教师自然科学研究基金(QN 58)资助项目1　引 言随着半导体技术的飞速发展,嵌入式产品已经广泛应用于军事、消费电子、网络通信、工业控制等各个领域,这是嵌入式系统发展的必然趋势。

Linux视频设备驱动编程(v4l2编程)一.什么是video4linuxVideo4linux2（简称V4L2),是linux中关于视频设备的内核驱动。

在Linux 中，视频设备是设备文件，可以像访问普通文件一样对其进行读写，摄像头在/dev/video0下。

二、一般操作流程（视频设备）：1. 打开设备文件。

int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR);2. 取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。

VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability3. 选择视频输入，一个视频设备可以有多个视频输入。

VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input4. 设置视频的制式和帧格式，制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等。

VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format5. 向驱动申请帧缓冲，一般不超过5个。

struct v4l2_requestbuffers6. 将申请到的帧缓冲映射到用户空间，这样就可以直接操作采集到的帧了，而不必去复制。

mmap7. 将申请到的帧缓冲全部入队列，以便存放采集到的数据.VIDIOC_QBUF,struct v4l2_buffer8. 开始视频的采集。

VIDIOC_STREAMON9. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲，取得原始采集数据。

VIDIOC_DQBUF10. 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。

VIDIOC_QBUF11. 停止视频的采集。

VIDIOC_STREAMOFF12. 关闭视频设备。

close(fd);三、常用的结构体(参见/usr/include/linux/videodev2.h)：struct v4l2_requestbuffers reqbufs;//向驱动申请帧缓冲的请求，里面包含申请的个数struct v4l2_capability cap;//这个设备的功能，比如是否是视频输入设备struct v4l2_input input; //视频输入struct v4l2_standard std;//视频的制式，比如PAL，NTSCstruct v4l2_format fmt;//帧的格式，比如宽度，高度等struct v4l2_buffer buf;//代表驱动中的一帧v4l2_std_id stdid;//视频制式，例如：V4L2_STD_PAL_Bstruct v4l2_queryctrl query;//查询的控制struct v4l2_control control;//具体控制的值下面具体说明开发流程（网上找的啦，也在学习么）打开视频设备在V4L2中，视频设备被看做一个文件。

嵌入式Ｌｉｎｕｘ下ＡＤＣ的驱动程序实现与应用作者：孙德辉梁鑫杨扬来源：《现代电子技术》2008年第22期摘要：详细介绍S3C2410芯片ADC模块以及Linux的驱动模型，并且通过S3C2410内置的ADC驱动程序设计说明字符型设备驱动开发方法；将驱动编译为模块的方式，单独加载入内核，便于调试。

以MINICOM为操作台，控制驱动模块的加载和应用程序的运行。

并通过实例介绍ADC驱动程序在电阻、电压等测试中的实际应用；从实验结果可以看出ADC驱动可以被成功加载和调用；该驱动可以测试电压、电流等标准工程量信号，或作为工业传感器接口的一部分对现场标准工程量信号进行采集处理。

关键词：S3C2410;ADC;Linux;字符设备驱动程序中图分类号：TP311文献标识码：B文章编号：1004373X(2008)2203303Implement and Application of ADC Driver about Embedded-LinuxSUN Dehui,LIANG Xin,YANG Yang(Key Laboratory of Beijing Municipality,The FAT Laboratory,North China University of Technology,Beijing,100041,China)Abstract：The module of ADC in S3C2410 CMOS chip and the model about Linux drivers are expounded,the method of developing character device drivers are illuminated by realizing an ADC driver.As convenient to debug,compiling the drivers into module and "insmod" it into kernel.Updating the drivers module and application by MINICOM,one kind of consoles.Application on testing resistance and voltage using ADC driver are introduced through an example.In the end,it is obviously that ADC drivers module could be "insmoded"and called successful from the result of ing the drivers testing resistance,voltage and many other standard signal.ADC drivers can collect the standard signal of plants as one part of interface of industrial sensor.Keywords：S3C2410;ADC;Linux;character device driver1 引言S3C2410开发板制造商提供了绝大部分的驱动程序，但有时出于实际开发的需要、应用程序的稳定性考虑，用户往往需要开发一个自己需要的接口驱动程序。

嵌入式linux（贺丹丹等编著）课后习题答案第八章一、填空题。

1、ARM-Linux内核的配置系统由三个部分组成，它们分别是Makefile、配置文件和配置工具。

2、配置工具一般包括配置命令解释器和配置用户界面，前者主要作用是对配置脚本中使用的配置命令进行解释；而后者则是提供基于字符界面、基于Ncurses图形界面以及基于X Window图形界面的用户配置界面。

3、Makefile文件主要包含注释、编译目标定义和适配段。

4、Linux内核常用的配置命令有make oldconfig、make config、make menuconfig和make xconfig。

其中以字符界面配置的命令是make config。

5、内核编译结束后，会在“/arch/arm/boot/”目录下面和根目录下面生成一个名为zImage的内核镜像文件。

二、选择题C AD D B三、叙述题1、Linux内核各个部分与内核源码的各个目录都是对应起来的，比如有关驱动的内容，内核中就都组织到“drive”这个目录中去，有关网络的代码都集中组织到“net”中。

当然，这里有的目录是包含多个部分的内容。

具体各个目录的内容组成如下：arch：arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。

include：include 目录包括编译核心所需要的大部分头文件，例如与平台无关的头文件在include/linux 子目录下；init：init 目录包含核心的初始化代码（不是系统的引导代码），有main.c 和Version.c 两个文件；mm：mm 目录包含了所有的内存管理代码。

与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm 目录下；drivers：drivers 目录中是系统中所有的设备驱动程序。

它又进一步划分成几类设备驱动，每一种有对应的子目录，如声卡的驱动对应于drivers/sound；ipc：ipc 目录包含了核心进程间的通信代码；modules：modules 目录存放了已建好的、可动态加载的模块；fs：fs 目录存放Linux 支持的文件系统代码。

Linux驱动：SPI驱动编写要点题外话：⾯对成功和失败，⼀个⼈有没有“冠军之⼼”，直接影响他的表现。

⼏周前剖析了Linux SPI 驱动框架，算是明⽩个所以然，对于这么⼀个庞⼤的框架，并不是每⼀⾏代码都要⾃⼰去敲，因为前⼈已经把这个框架搭建好了，作为驱动开发者的我们只需要搞清楚哪⼀部分是需要⾃⼰修改或重新编写就OK了。

结合Linux内核⾯向对象的设计思想，SPI总的设计思路⼤概是这样的：第①处：内核中抽象了SPI控制器，让spi_master成为他的象征，他的实例化对象就是与硬⽣⽣的SPI控制器对应的，在Linux内核中习惯将集成到SOC上的控制器⽤假想的platform总线来进⾏管理，于是乎spi_master的实例化就得依靠platform_device和platform_driver来联⼿完成了。

细嚼慢咽：这⾥的platform_device就相当于是spi_master的静态描述：包括⼏号控制器、寄存器地址、引脚配置等等，把这些信息以“资源”的形式挂在platform_device上，等platform_driver找到命中注定的那个他之后就可以获得这个（静态描述）资源，probe中⽤这些资源就⽣出了spi_master实例对象。

这⼀系列流程前辈们都已经做好了，我们要做的就是将这静态描述platform_device修改成和⾃⼰SOC中的spi 控制器⼀致的特性即可。

即：适当修改arch/arm/mach-s5pv210/dev-spi.c中platform_device涉及的成员。

1// SPI0的寄存器地址2static struct resource s5pv210_spi0_resource[] = {3 [0] = {4 .start = S5PV210_PA_SPI0,5 .end = S5PV210_PA_SPI0 + 0x100 - 1,6 .flags = IORESOURCE_MEM,7 },8 [1] = {9 .start = DMACH_SPI0_TX,10 .end = DMACH_SPI0_TX,11 .flags = IORESOURCE_DMA,12 },13 [2] = {14 .start = DMACH_SPI0_RX,15 .end = DMACH_SPI0_RX,16 .flags = IORESOURCE_DMA,17 },18 [3] = {19 .start = IRQ_SPI0,20 .end = IRQ_SPI0,21 .flags = IORESOURCE_IRQ,22 },23 };2425/**26 * struct s3c64xx_spi_info - SPI Controller defining structure27 * @src_clk_nr: Clock source index for the CLK_CFG[SPI_CLKSEL] field.28 * @src_clk_name: Platform name of the corresponding clock.29 * @clk_from_cmu: If the SPI clock/prescalar control block is present30 * by the platform's clock-management-unit and not in SPI controller.31 * @num_cs: Number of CS this controller emulates.32 * @cfg_gpio: Configure pins for this SPI controller.33 * @fifo_lvl_mask: All tx fifo_lvl fields start at offset-634 * @rx_lvl_offset: Depends on tx fifo_lvl field and bus number35 * @high_speed: If the controller supports HIGH_SPEED_EN bit36 * @tx_st_done: Depends on tx fifo_lvl field37*/38static struct s3c64xx_spi_info s5pv210_spi0_pdata = {39 .cfg_gpio = s5pv210_spi_cfg_gpio, //将GPIO配置成SPI0引脚的函数40 .fifo_lvl_mask = 0x1ff,41 .rx_lvl_offset = 15,42 .high_speed = 1, //看s5pv210的使⽤⼿册P901可知：这是⽤来配置CH_CFG寄存器的，主要是210⽤于从设备时......43 .tx_st_done = 25,44 };4546static u64 spi_dmamask = DMA_BIT_MASK(32);4748struct platform_device s5pv210_device_spi0 = {49 .name = "s3c64xx-spi",50 .id = 0,51 .num_resources = ARRAY_SIZE(s5pv210_spi0_resource),52 .resource = s5pv210_spi0_resource,53 .dev = {54 .dma_mask = &spi_dmamask,55 .coherent_dma_mask = DMA_BIT_MASK(32),56 .platform_data = &s5pv210_spi0_pdata,//特殊的spi_master数据57 },58 };platform_device第②处：添加/修改SPI外设“静态描述”的结构。