基于arm嵌入式linux字符设备驱动设计探究

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1、基于ARM嵌入式Linux字符设备驱动设计探究　　【摘要】本文描述了基于ARM嵌入式Linux的字符设备驱动设计，设备调用的过程，阐述了嵌入式linux下字符设备驱动设计中的关键技术，包括设备的注册、中断响应卸载等。【关键词】字符设备；驱动设计；设备调用1.引言随着嵌入式系统的发展，嵌入式Linux以其稳定性和开放源代码的优点在嵌入式系统的开发中得到广泛应用。越来越多的软硬件厂商使用嵌入式Linux来开发自己的产品，对于嵌入式Linux平台开发设备的驱动程序和应用程序的需求在成倍增长。2.驱动程序驱动程序为应用程序提供了操作设备的接口；Linux设备分为字符设备，块设备和网络设备。字符设备

2、是以字节流的方式被访问的设备，是所有设备中相对简单的设备。一般的访问方式是字符设备被映射到Linux文件系统的文件和目录，通过文件系统的系统调用接口open（），write（），read（），close（）等函数访问字符设备，实现设备的操作。3.系统字符设备驱动程序的设计方法7Linux驱动程序是设备与具体的应用程序的中间层，它提供操作设备的接口，应用程序员不需要知道具体设备工作细节，只要调用一组标准化的函数就能完成对设备的操作，这些标准化的函数与具体的驱动没有关系，而将这些函数映射到作用于具体设备上的操作则与驱动程序相关。以下具体介绍字符设备调用及驱动的实现方法。一般对于字符设备的访问分

3、为：初始化、中断调用响应、释放等过程。3.1初始化设备初始化通过初始化函数实现，Linux系统中，设备驱动的初始化函数负责注册设备，并完成驱动程序必要的初始化以及申请中断等。Linux系统使用module_init宏指定初始化函数。在初始化函数中调用regiSTer_chrdev函数向系统注册字符设备，通过request_IRq函数申请中断。例如初始化函数如下：staticint__initmoto_init（void）{intret；ret=register_chrdev（MOTO_MAJOR，”moto”，&moto_fops）；if（ret）{printk（KERN_ERR”%s：c

4、an’tgetmajor%d.＼n”，__func__，MOTO_MAJOR）；7returnret；}printk（KERN_INFO”%s：registermotodevicesuccessfully.＼n”，__func__）；return0；}其中，register_chrdev函数的第一个参数为主设备号，如果为0则系统为此驱动程序动态地分配一个主设备号；第二个参数是设备名称，这里是以moto为设备名称；第三个参数moto_fops是默认的structfile_operations结构体。3.2中断在Linux系统中，中断是由系统来管理与维护的。中断服务子程序在初始化函数中调用re

5、quest_irq函数与相应中断号关联，并将该中断的相关信息添加到系统的中断信息列表中。中断发生时，Linux系统响应中断号来实现中断处理程序的执行。3.3释放释放是通过清除函数来实现。清除函数的功能和初始化函数的功能相反，它将驱动程序所占用的系统资源、中断号进行释放。Linux系统使用module_exit宏指定清除函数。3.4设备驱动接口的实现示例在Linux内核中，字符设备使用struct7file_operations结构体来实现设备的各种操作接口，这些操作主要用来实现系统调用，命名为open、read等等。file_operations结构是定义在中的函数指针数组，每个设备文件都

6、与它自己的操作函数相关联。编写字符设备驱动程序，主要是实现structfile_operations结构中的各个函数。字符设备驱动的设计主要是实现open、read、write和release这四个方法接口。file_operation结构成员如下：structfile_operationsdevice_fops={open方法提供给驱动程序以初始化的能力，从而为以后的操作完成初始化做准备。当多个设备共用一个驱动的情况出现时，驱动中的open方法程序框架如下：intdevice_open（structinode*inode，structfile*filp）{intminor=MINOR（k

7、dev）；//设备号的读取switch（minor）{casefirst_device：device_first_vaddr=（unsignedlong）ioremap（DEVICE_FIRST_ADDR，2）；……casesecond_device：……default：……7}MOD_INC_USE_COUNT；if（down_interruptible（&device_mutex））{……}；}（1）open方法调用