Linux设备驱动程序框架

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1、Linux设备驱动程序框架一、linux的设备驷动程序与外界的接口可以分为三个部分：1.驱动程序与操作系统内核的接口。通过f订e_operations(include/linux/fs.h)数据结构来完成的。2.驱动程序与系统引导的接口。这部分利用驱动程序对设备进行初始化。3.驱动程序与设备的接口。这部分描述了驱动程序如何与设备进行交互，与具体的设备密切相关。二、根据功能划分，设备驱动程序的代码有以下几部分：1.驱动程序的注册和注销。2.设备的打开和释放。3.设备的读写操作。4.设备的控制操作。5.设备的中断和轮询处理。三、驱动程序的

2、注册和注销：设备驱动程序可以在系统启动的时候初始化，也可以在需要的时候动态加载。字符设备的初始化由chr_dev_init()完成，包括对内存(devfs_register_chrdev(MEM_MAJOR,，zmem，&memory_fops)),终端(tty_init()),打印机(lp_init()),鼠标(misc_init())等字符设备的初始化。块设备初始化由blk_dev_init()完成，这包括对IDE硬盘(ide_init()),软盘(floppy_init0),光驱等块设备的初始化。每个字符设备或是块设备的初始化

3、都是通过devfs_register_chrdev()或是devfs_register_blkdev()向内核注册。在关闭字符设备或是块设备吋，还需要通过devfs_unregistcr_chrdev()或是devfs_unregister_bIkdov()从内核中注销设备。四、设备的打开和释放：打开设备是由open。来完成的。例如，打印机是用lp_open()打开的,而硬盘是用hd.open()打开的。在大部分设备鞭动程序屮，opon完成如下工作：1.增加设备的是用计数。1.检查设备的相关错谋，如设备尚未准备好或是类似硬件的问题。2

4、.检查是首次打开，则初始化设备。3.识别次设备号，如有必要则更新f_op指针。4.如果需耍，分配且设置婆放在filp->private_data里的数据结构。释放设备由release0来完成，例如释放打印机是用lp.releaseO,而释放终端设备是用tty_release()□釋放设备的一般步骤包括：1.释放在filp->private_data中的open分配的内存。2.如果是最后一次释放，则关闭设备。3.递减设别的使用计数。五、设备的读写操作：字符设备使用各自的read()和write0来进行数据读写。例如，对虚拟终端的读写是通

5、过vcs_read()和vcs_write()来进行数据读写的。块设备使用通用的generic_file_read()和generic_file_write()來进行数据读写。这两个通用函数向请求表添加读丐请求，内核吋以通过ll_rw_block()优化请求顺序。由于是对内存缓冲区而不是设备进行操作的，因而可以加快读写请求。如果内存缓冲区内没有要读入的数据或是要将写请求写入设备，那么就要真正的执行数据传输。这是通过数据结构requestqueuerequest5()来完成(include/1inux/blkdev.h)。六、设备的控制

6、操作：除了读写操作，冇时还要控制设备。这可以通过设备驱动程序中的ioctlO来完成。例如IDE硬盘的控制可以通过hd_ioctl(),对光驳的控制可以通过cdrom_ioctl()。与读写操作不同，ioctl()的川法与具体设备密切相关。以软张的floppy_ioctl()为例(drivcrs/block/floppy,c)：staticintfdioctl(structinode*inode,structfile*filp,unsignodintcmd,unsignedlongparam);一其中，cmd的取值及含义都是与软驱冇关的

7、，比如，FDEJECT表示弹出软盘。除TioctlO,设备驱动程序还可能有其他控制函数，比如llseekO等。七、设备的伦询和屮断处理：对于不支持中断的设备，读写吋需要轮询设备状态,以及是否需要继续进行数据传输。例如，打印机。如果设备支持中断，则可按照中断方式进行。由于嵌入式设备由于硬件种类非常丰富，在默认的内核发布版中不一定包括所冇驱动程序。所以进行嵌入式Linux系统的开发，很大的工作量是为各种设备编写驱动程序。除非系统不使用操作系统，程序直接操纵硬件。嵌入式Linux系统驱动程序开发与普通Linux开发没冇区别。可以在硬件牛产厂

8、家或者Internet上寻找驱动程序，也可以根据相近的硬件驱动程序來改写，这样可以加快开发速度。实现一个嵌入式Linux设备驱动的大致流程如下：(1)查看原理图，理解设备的工作原理。一般嵌入式处理器的生产商提供参考电路，