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linux字符设备驱动程序设计完全剖析

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操作硬件 ，而是使用统一的接 口函数调用硬件 驱动 程序 。这
组接 口被称为 系统调用 ， 在库函数中定义。
一
般将 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ系统 的设备驱动程序分为 ３类：字符设备
（ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ） 、 块设备 （ ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ） ￥ Ｈ 网络接 口（ ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ
设想一下 ， 如何在提示符＃ 下来控制 ａ ｌ Ｔ ｎ硬件电路板 上的 ｌ ｅ ｄ灯呢？那么就 需要 用到 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ设备驱动程序 了。本文就是 阐述 如何在 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ终端提示 符 下， 如何构建 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ字符设备驱 动程 序， 使得在 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ终端提示符下能够实现开关 ａ ｒ ｍ硬件平 台上的 ｌ ｅ ｄ灯 的功能 。 通过这样一个实例来阐述 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ字符设
１设想 的应 用场 景
在ａ ｒ ｎ ｌ 硬件平 台上 ， 移植了 ｕ ｂ ｏ ｏ ｔ ， 移植 了 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ操作系统 和根文件 系统 。这样一个完整的硬件平台就搭建好 了。启动 整个 系统后 ， 以ｒ ｏ ｏ ｔ 身份登录， 就会 出现 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 终端 的提示符样 ， 可以执行 ｌ ｓ 命令等 。 大 多数硬件平 台一般都有类似于这样的 电路部分， 如图 １ 所示 ：
１１ ６
灭灯
信 息通信
刘光然： ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ字符设备驱动程序设计完全剖析 这样 设备程序 就加载如 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ内核 了， 驱动程序不 主动运
设 备 程 序 的 全部 知 识 点 。 关键词 ： ａ ｒ ｍ； ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ； 字符 设 备 驱 动 程 序
中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ３ ８
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ ． １ １ ３ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ — ０ １ １ ６ － ０ ３ 驱动程序是操作系统 内核和机器硬件之间的接 口，为应用程 序屏 蔽了硬件 的细节 。Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ操作系统将所有 的设备都看成 文件 ，以操作文件 的方式访 问硬件设备。应用 程序 不能直接
３ ｌ ｅ ｄ字 符设备 驱动 程序 完全解 析
要在 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ系统下实现控 制 ｌ ｅ ｄ灯的开关 ， 分为两个程序
图１ Ｌ Ｅ Ｄ 硬 件 电 路
来共 同实现 ， 一个是 ｌ ｅ ｄ ｄ ｒ ｖ ． ｃ （ 字符设备驱动程序） ， 一个 部分 是应用程序 ｌ ｅ ｄ ． ｃ （ 执行 ｌ ｅ ｄ开关操作 ） 。
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１ ５
１ ６
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摘要 ： 在构建 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ设备驱动程序时遇到不小的 问题 ， 抱 着（ （ １ ｉ ｎ ｕ ｘ设备 驱动程序 》 等著名 书籍不知如何下手？关于 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ
设备驱 动开发 ， 目前没有 相关的文献对其详 细阐述 。文章通过一个 字符设备驱动开发的全过程 ， 阐述 了掌握 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 字符
１ ２ ＃ ｄ ￣ ｅ Ｌ Ｅ Ｄ ＭＡ Ｊ ＯＲ
＿
２ 初识 ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ字符 设备 驱动
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２ ０ １ ４ 年第 ２ 期 （ 总第 １ ３ ４期）
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲＭ ＡＴ Ｉ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ Ｉ ｍ ．Ｎ ｏ １ ３ ４ ）
ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ字符设备 驱动程序设计完全剖析
刘光 然
（ 湖北经济学院 电子工程 系， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ２ ０ ５ ）
７ ８
９
／ ． １ Ｅ Ｅ￣Ｆ ５ ， ６ ， ７ ， ８ 为输出． ／ ＊ ＠ｌ ｅ ｏ ｎ ＆ ｜ ０ Ｉ ３ 【 ４ ‘ ２ ） ） ｌ ｝ ＝ （ （ 伽 Ｉ （ 眦
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３ 个 ＬＥＤ灯 的 引 脚
是 ＧＰ Ｆ４ —６
ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ） 。其 中，字符 设备 是能够 像 字节 流一 样被 访 问的 设备 ， 即对数 据 的读写 是 以字节 为单 位 的。字 符设 备 的驱 动程 序 中实现 了 ｏ ｐ ｅ ｎ 、 ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ 、 ｒ ｅ ａ ｄ 、 ｗｒ ｉ ｔ ｅ 等系统 调用 ， 应用 程序 可 以通 过字 符设 备文件 （ 比如／ ｄ ｅ ｖ ／ ｘ ｙ ｚ ） 来访 问对 应 的 硬件 设 备 。
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图２ Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ软件系统 的层次关 系（ ｓ ｗｉ 是 ＡＲ Ｍ 指令 ）
１ ９
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设备驱动最通俗 的解释就是“ 驱使 硬件设备 行动” 。设备
备驱 动程 序 的全 部 知识 点 。
３ ． １字符 设备 驱动 程序 ｌ ｅ ｄ ｄ ｒ ｖ ． ｃ 源码 分 析
Ｌ ｅ ｄ驱动程序源代码 ｌ ｅ ｄ ｄ ｒ ｖ ． ｃ （ 为 了减少篇幅 ， 同时 不会
影 响理解 ， 把头文件都略去） 。注 ： 采 用序 号给 每一行代码编
号， 空行不编号 。 框 架 化 的代 码 用 下划 线 标 示 了 。

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第8章 嵌入式设备驱动程序设计(新)1

第8章 嵌入式设备驱动程序设计(新)1


4、设备驱动程序加载与卸载的 工作过程
8.1.4 设备驱动程序的功能接口 函数模块
一个设备驱动程序模块包含有 5个部分的功能接口函数：
• • • • • (1)驱动程序的注册与释放； (2)设备的打开与关闭； (3)设备的读写操作； (4)设备的控件操作； (5)设备的中断或轮询处理。
1、设备驱动程序的注册与释放
4、加载驱动程序
• 使用insmod命令加载驱动程序。 # insmod demo_drv.o
5、卸载驱动程序
• 使用rmmod命令卸载驱动程序。 # rmmod demo_drv
6、编写用户测试程序
【例8-3】编写一个调用设备驱动程 序功能接口的用户程序。
• 源程序见教材， • 将其保存文件为：test_driver.c 。 • 用arm-linux-gcc对在宿主机上测试， 则用gcc编译）。 # arm-linux-gcc –o test_demo_drv test_driver.c
第8章 嵌入式设备驱动程序设计
本章要点
• 1、设备驱动程序基础知识 • 2、设备驱动程序设计
8.1嵌入式设备驱动程序基础
8.1.1
设备驱动程序概述
1、设备文件
• 设备文件分为三类：字符设备文件、 块设备文件和网络接口设备文件。
2、内核空间和用户空间
• 内核主要负责操作系统最基本的内存管理、 进程调度和文件管理以及虚拟内存、需求 加载、TCP/IP网络功能等。 • 内核空间和用户空间分别引用不同的内存 映射，也就是程序代码使用不同的地址空 间。
3、设备驱动程序和用户应用程序
• 设备驱动程序可以理解为操作系统的一部 分，它的作用就是让操作系统能正确识别 和使用设备。
嵌入式Linux下GPIO驱动程序的开发及应用

嵌入式Linux下GPIO驱动程序的开发及应用

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下PCI设备驱动开发方法及应用实例

Linux下PCI设备驱动开发方法及应用实例


种 平台 和 体 系结 构 中 采用 不 同 的方 法 设 计出 各 种 ＰＣＩ 接 口 卡 ， ｕｌｅ 函数从内核中将该驱动程序卸载， 否则返回出错信息。
编 写出 各 种 平台 下 的 接口 卡 驱 动程 序 实 现控 制 系 统高 速 、高 精
１．３ 设备驱动程序接口
度、低功耗下通过 ＰＣＩ 总线对外围 Ｉ／Ｏ 设备的操作。
１．４ 设备驱动程序结构 Ｌｉｎｕｘ 的设备驱动程序大致可以分为如下几个 部 分：驱动 程 序 的注 册 与 注销 、设 备 的打 开 与 释放 、设 备 的读 写 操 作、设 备 的
的 内容 ， 如 果 缓冲 区 中 的数 据 能 满足 用 户 的要 求 就 返回 相 应 的 控制 操 作 、设备 的 中 断和 轮 询 处理 。驱 动 程序 的 注 册是 通 过 内
ｓｔｒｕｃｔ ｆｉｌｅ＿ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｄｉｓｐａｔｃｈ＿ｔａｂｌｅ； ／＊ 系 统 参 数 ｄｉｓ－ ｐａｔｃｈ＿ｔａｂｌｅ 是 设 备 驱动 程 序 对 应 用 程 序 提 供 诸 如 打 开 ， 读 写 ， Ｉ／ ０ 控制等等操作的入口 ＊／
｝ｄｅｖ＿ｏｂｊｅｃｔ ； ３．１ 初始化 ＰＣＩ 设备 在初 始 化 ＰＣＩ 设 备 时 ， 首 先 要 检 查 ＰＣＩ 总 线 是 否 被 Ｌｉｎｕｘ 内 核 支持，主 要 是通 过 内 核函 数 ｐｃｉ＿ ｐｒｅｓｅｎｔ（）来 实 现 ， 该 函 数 用 来 确 定 ＰＣＩ 总 线 是 否 己 经 被 Ｌｉｎｕｘ 内 核 支 持 。 然 后 调 用 ｐｃｉ＿ ｆｉｎｄ＿ｄｅｖｉｃｅ（）函数 用 来 查找 系 统 中存 在 的 第一 个 ＰＣＩ 设 备， 函 数 如下所示： ｐｃｉ＿ ｆｉｎｄ＿ｄｅｖｉｃｅ（ ＰＣＩ＿ＡＮＹ＿ＩＤ， ＰＣＩ＿ＡＮＹ＿ＩＤ，ＮＵＬＬ）； 该函数检查设备是否插在总线插槽上， 如果在的话则保存
Linux下多通道话音采集压缩卡驱动实现论文

Linux下多通道话音采集压缩卡驱动实现论文

Linux下多通道话音采集压缩卡的驱动研究与实现摘要：设备驱动程序在linux内核中占有重要的地位，它是负责实际硬件设备的特定操作的映射。

为了实现多通道同步数字记录仪在linux下对多通道话音数据的实时采集，给出了多通道话音采集压缩卡的驱动程序的设计，描述了驱动程序的初始化过程，提高了系统的可靠性。

最后分析了驱动程序的稳定性与实时性。

关键词：设备驱动程序；话音采集卡；实时采集；稳定性；实时性中图分类号：tp334.7 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 (2011) 22-0000-02research and implement on the driver of multi-channel voice device under linuxzhai yongjiu(computer college,sichuan university,chengdu610064,china)abstract:device driver in the linux kernel plays an important role,which is responsible for the mapped of the actual hardware-specific operations.to achieve the real-time multi-channel voice data collection in linux of simultaneous multi-channel digital recorder,we proposed multi-channel voice capture and compression card driver design,described the initialization of the device driver,finally we analyzedthe stability and real-time of the driver in linux.keywords:device driver;voice device;real-time collection;stability;real-time引言：随着中国的军事科技、交通运输、能源供应等领域日新月异的发展，如此飞速的发展对应用与这些领域的记录设备也提出了更高的要求，特别是对实时性和可靠性要求更高。