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1、一.Linuxdevicedriver的概念系统调用是***作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是***作系统内核和机器硬件之间的接口.设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以象***作普通文件一样对硬件设备进行***作.设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:1.对设备初始化和释放.2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据.3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据.4.检测和处理设备出现的错误.在Linux***作系统下
2、有两类主要的设备文件类型,一种是字符设备,另一种是块设备.字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际的硬件I/O一般就紧接着发生了,块设备则不然,它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,如果不能,就调用请求函数来进行实际的I/O***作.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CPU时间来等待.已经提到,用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道.每个设备文件都都有其文件属性(c/b),表示是字符设备还蔤强樯璞?另外每个文件都有两个设备号
3、,第一个是主设备号,标识驱动程序,第二个是从设备号,标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备,比如有两个软盘,就可以用从设备号来区分他们.设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致,否则用户进程将无法访问到驱动程序.最后必须提到的是,在用户进程调用驱动程序时,系统进入核心态,这时不再是抢先式调度.也就是说,系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作.如果你的驱动程序陷入死循环,不幸的是你只有重新启动机器了,然后就是漫长的fsck.//hehe(请看下节,实例剖析)读/写时,它首先
4、察看缓冲区的内容,如果缓冲区的数据如何编写Linux***作系统下的设备驱动程序RoyG二.实例剖析我们来写一个最简单的字符设备驱动程序.虽然它什么也不做,但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器,你就会获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel上可能会出现问题,我还没测试过.//xixi#define__NO_VERSION__#include#includecharkernel_version[]=UTS_RELEASE;这一段定义
5、了一些版本信息,虽然用处不是很大,但也必不可少.Johnsonm说所有的驱动程序的开头都要包含,但我看倒是未必.由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道,对设备文件的***作方式不外乎就是一些系统调用,如open,read,write,close....,注意,不是fopen,fread.,但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据结构:structfile_operations{int(*seek)(structinode*,structfile*,off_t,int);int(*read
6、)(structinode*,structfile*,char,int);int(*write)(structinode*,structfile*,off_t,int);int(*readdir)(structinode*,structfile*,structdirent*,int);int(*select)(structinode*,structfile*,int,select_table*);int(*ioctl)(structinode*,structfile*,unsinedint,unsignedlong
7、int(*mmap)(structinode*,structfile*,structvm_area_struct*);int(*open)(structinode*,structfile*);int(*release)(structinode*,structfile*);int(*fsync)(structinode*,structfile*);int(*fasync)(structinode*,structfile*,int);int(*check_media_change)(structinode*,struc
8、tfile*);int(*revalidate)(dev_tdev);}这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用.用户进程利用系统调用在对设备文件进行诸如read/write***作时,系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序,然后读取这个数据结构相应的函数指针,接着把控制权交给该函数.这是linux的设备驱动程序工作的基本原理.既然是这样
