Linux的驅(qū)動開發(fā)分析

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1、Linux的驅(qū)動開發(fā)分析Linux的驅(qū)動開發(fā)分析摘要：本文分析了linux下的驅(qū)動開發(fā)，對原理進(jìn)行了分析，詳細(xì)描述了10結(jié)構(gòu)，并對填充實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)分析。關(guān)鍵詞：嵌入式；系統(tǒng)開發(fā)；驅(qū)動Linux由于具有內(nèi)核強(qiáng)大且穩(wěn)定，易于擴(kuò)展和裁減，效率咼，豐富的硬件支持等許多優(yōu)點(diǎn)，在嵌人式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。本文基于嵌人式操作系統(tǒng)下設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)需要，闡述相關(guān)技術(shù)原理及設(shè)計要點(diǎn)，探求嵌人式Linux系統(tǒng)屮設(shè)備驅(qū)動程序的構(gòu)建方法。1嵌入式Linux系統(tǒng)驅(qū)動嵌入式Linux系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動程序和Linux中的大多數(shù)驅(qū)動程序一樣，也是采用層次型的體系結(jié)構(gòu)。編寫設(shè)備驅(qū)動程序，

2、其主要工作就是編寫子函數(shù)，并填充f訂e_operations的各個域。Linux的設(shè)備驅(qū)動程序模塊按照方式編譯可以分為兩類。一類是靜態(tài)鏈接的設(shè)備驅(qū)動程序模塊，這類模塊在編制完成后耍與內(nèi)核一起編譯，其與內(nèi)核是不可分割的整體，在系統(tǒng)引導(dǎo)時與內(nèi)核一起加載并駐留內(nèi)存。另一類設(shè)備驅(qū)動程序采用可動態(tài)加載的模塊。其驅(qū)動程序代碼在使用之前動態(tài)地加載到內(nèi)存中，在設(shè)備使用完畢后即從內(nèi)存中移去其代碼。嵌入式Linux系統(tǒng)往往應(yīng)用環(huán)境相對固定，系統(tǒng)都經(jīng)過優(yōu)化，盡可能地精簡。嵌入式Linux系統(tǒng)不能夠像桌面Linux那樣靈活地使用insmod/rmmod加載卸載設(shè)備驅(qū)動程序。從嵌入式系統(tǒng)

3、的整體性能考慮，采用靜態(tài)鏈接模塊能夠使得整個系統(tǒng)的性能得到提高。許多廣泛應(yīng)用的嵌入式Linux系統(tǒng)都采用靜態(tài)鏈接的設(shè)備驅(qū)動程序模塊。2驅(qū)動程序原理編寫設(shè)備驅(qū)動程序的原理即基于I/O設(shè)備管理采用的分層模型,1/0設(shè)備管理軟件位于內(nèi)核中的最底層，設(shè)備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和機(jī)器硬件之間的接E1,設(shè)備驅(qū)動程序?yàn)閼?yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)。硬件設(shè)備只是一個設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設(shè)備進(jìn)行操作。⑴工作原理。作為內(nèi)核的一部分，設(shè)備驅(qū)動程序完成對設(shè)備初始化和釋放、把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)、讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)和回送應(yīng)用程序請求的數(shù)

4、據(jù)和檢測處理設(shè)備出現(xiàn)的錯誤的功能。Linux設(shè)備主要分兩類：字符設(shè)備和塊設(shè)備，其主要區(qū)別是：在對字符設(shè)備發(fā)出讀/寫請求時，實(shí)際的硬件1/0—般就緊接著發(fā)生了，塊設(shè)備則不然，它利用一塊系統(tǒng)內(nèi)存作為高速緩存，當(dāng)用戶進(jìn)程對設(shè)備請求能滿足用戶的要求，就返刨請求的數(shù)據(jù)，如果不能，就調(diào)用請求函數(shù)來進(jìn)行實(shí)際的1/0操作。⑵I/O接口。邏輯1/0層通過內(nèi)核定義的兩個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)塊設(shè)備轉(zhuǎn)換表(blkdevs)和字符設(shè)備轉(zhuǎn)換表(chrdevs)來實(shí)現(xiàn)與設(shè)備驅(qū)動程序的接口。每個設(shè)備驅(qū)動程序在設(shè)備轉(zhuǎn)換表中占據(jù)一個表項(xiàng)。每個Linux設(shè)備文件都有兩個設(shè)備號，第一個是主設(shè)備號，標(biāo)識驅(qū)動程序，第

5、二個是從設(shè)備號，標(biāo)識使用同一個設(shè)備驅(qū)動程序的不同的硬件設(shè)備。用戶進(jìn)程利用系統(tǒng)調(diào)用在對設(shè)備文件進(jìn)行read/write等各種操作時,系統(tǒng)調(diào)用通過設(shè)備文件的主設(shè)備號找到和應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，然后讀取數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相應(yīng)的函數(shù)指針，接著把控制權(quán)交給函數(shù)。3實(shí)例分析編寫設(shè)備驅(qū)動程序的主要工作就是編寫子函數(shù)，并填充file_operations的各個域，以下為驅(qū)動程序test,c的主要內(nèi)容。函數(shù)read_test()是為read調(diào)用準(zhǔn)備的。當(dāng)調(diào)用read吋，readtest()被調(diào)用，它把用戶的緩沖區(qū)全部寫1。函數(shù)中的bur是read調(diào)用的一個參數(shù)，是用戶進(jìn)程空間的一個地址。但是在

6、read_test()被調(diào)用時，系統(tǒng)進(jìn)入核心態(tài)，所以不能使用bur這個地址，必須用put_user(),這是kernel提供的一個函數(shù)，用于向用戶傳送數(shù)據(jù)。unsignedinttest^major二0；staticintread_test(structinode*node,structfile*file,char*bur,intcount){intleft；if(verify_area(VERIFY_WRITE,bur,count)二二-EFAULT)returnEFAULT；for(left二count；left>0；left--){_put_user(1,

7、bur,1)；bur；}returncount；}以下是驅(qū)動程序下半部分的其他兒個函數(shù)。staticintwrite_tibet(structinodeinode,structfileile,constchar*bur,intcount){returncount；}staticintopen_tibet(structinode*inode,structfile*file){MOD-INC-USE-COUNT；return0；}staticvoidrelease_tibet(structinode*inode,structfileile){MOD-DEC-USE-

8、COUNT；}4總結(jié)論文