实验七 驱动程序结构实验.doc

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1、实验七驱动程序结构实验【实验目的】1、了解Linux驱动程序的结构2、掌握Linux驱动程序常用结构体和操作函数的使用方法3、初步掌握Linux驱动程序的编写方法及过程4、掌握Linux驱动程序的加载方法【实验原理】1、驱动程序介绍驱动程序负责将应用程序如读、写等操作正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。驱动程序像一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口实现对硬件的操作。2、Linux设备驱动程序分类Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例

2、，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序的增加。虽然Linux内核的不断升级，但驱动程序的结构还是相对稳定。Linux系统的设备分为字符设备(chardevice)，块设备(blockdevice)和网络设备(networkdevice)三种。字符设备是指在存取时没有缓存的设备，而块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(randomaccess)。典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。块设备主要包括硬盘软盘设备，CD-ROM等。网络设备在Linux里做专门的处理。Linux的网络系统主要是基于BS

3、Dunix的socket机制。在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据传递。系统有支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。3、驱动程序的结构驱动程序的结构如图1所示，应用程序经过系统调用，进入核心层，内核要控制硬件需要通过驱动程序实现，驱动程序相当于内核与硬件之间的“系统调用”。图7－1驱动程序的结构内核模块内核模块是Linux内核的重要组成要素，内核模块能在Linux系统启动之后能够动态进行装载和卸载，因此不需对内核进行重新编译或重启系统就可将内核的一部分

4、替换掉，Linux内核的所有设备驱动，文件系统，网络协议等可做成模块的形式来提供。在所有的模块中需记录编译的内核版本信息，并与当前执行的内核版本一致。即，模块具有版本依赖性，如果不一样就会出错，当然可以在模块程序中的include之前通过宏定义#define__NO_VERSION__表明不定义模块的版本信息。内核模块程序与一般应用程序之间主要不同之处是，模块程序没有main()函数，模块程序在装载时调用init_module(void)函数添加到内核中，在卸载时调用voidcle

5、anup_module()函数从内核中卸载。另外一个应用程序从头到尾只执行一个任务，但一个模块可以把响应未来请求的事务登记到内核中，然后等待系统调用，内核模块程序结构如图7-2所示。图7-2内核模块程序结构4、主、从设备号应用程序通过设备文件系统（devfs）的名字(或节点)访问硬件设备，所有的设备节点在/dev目录下。利用mknod命令生成设备文件系统的节点，但只有超级用户才能生成设备文。Mknod命令必须要有设备名和设备类型，主设备号（MajorNumber），次设备号（MinorNumber）等3个参数。主

6、设备号用于内核区分设备驱动，次设备号用于设备驱动区分设备。一个设备驱动可能控制多个设备。新的设备驱动要有新的主设备号。在内核源代码的Documentation/devices.txt中定义了所有设备的主设备号。在创建设备的时候不要与常用的设备好冲突。下面/dev/hda1是设备名，b表示block设备(c表示字符设备)。127是主设备号，1是次设备号。次设备号可以是0–255之间的值，限制为8bit。[root@localhost]$mknod/dev/hda1b1271[root@localhost]$ls–a

7、l/dev/hda1[root@localhost]$brw-rw----1rootdisk31Mar2512:00/dev/hda15、驱动程序基本框架如果采用模块方式编写设备驱动程序时，通常至少要实现设备初始化模块、设备打开模块、数据读写与控制模块、中断处理模块（有的驱动程序没有）、设备释放模块和、设备卸载模块等几个部分。下面给出一个典型的设备驱动程序的基本框架。，从中不难体会到这几个关键部分是如何组织起来的。/*打开设备模块*/staticintxxx_open(structinode*inode,stru

8、ctfile*file){/*…………*/}/*读设备模块*/staticintxxx_read(structinode*inode,structfile*file){/*…………*/}/*写设备模块*/staticintxxx_write(structinode*inode,structfile*file){/*…………*/}/*控制设备模块*/staticintxxx