linux如何編寫設備驅動

❶ 如何學習Linux設備驅動

通常，內核的升級對從事linux應用程序開發的人員來說影響較小，因為系統調用基本保持兼容，影響比較大的是驅動開發人員。每次內核的更新都可能導致許多內核函數原型上的變化，其中既有內核本身提供的函數，也有硬體平台代碼提供的函數，後者變化的更加頻繁。這一點從許多經典書籍就可驗證，當你按照手裡的經典著作，如：Alessandro的《linux設備驅動程序》，編寫驅動時，發現並不能夠成功的在你的linux平台上編譯通過、或不能正常執行，原因就在於你用的內核和書里的不一致。
本文從兩個方面去解釋這個問題，一方面是如何寫好linux設備驅動，另一方面是如何應對不斷升級的內核。
如何寫好Linux設備驅動
Linux設備驅動是linux內核的一部分，是用來屏蔽硬體細節，為上層提供標准介面的一種技術手段。為了能夠編寫出質量比較高的驅動程序，要求工程師必須具備以下幾個方面的知識：
● 熟悉處理器的性能
如：處理器的體系結構、匯編語言、工作模式、異常處理等。對於初學者來說，在還不熟悉驅動編寫方法的情況下，可以先不把重心放在這一項上，因為可能因為它的枯燥、抽象而影響到你對設備驅動的興趣。隨著你不斷地熟悉驅動的編寫，你會很自然的意識到此項的重要性。
● 掌握驅動目標的硬體工作原理及通訊協議
如：串口控制器、顯卡控制器、硬體編解碼、存儲卡控制器、I2C通訊、SPI通訊、USB通訊、SDIO通訊、I2S通訊、PCI通訊等。編寫設備驅動的前提就是需要了解設備的操作方法，所以這些內容的重要程度不言而喻。但不是說要把所有設備的操作方法都熟悉了以後才可以寫驅動，你只需要了解你要驅動的硬體就可以了。
● 掌握硬體的控制方法
如：中斷、輪詢、DMA 等，通常一個硬體控制器會有多種控制方法，你需要根據系統性能的需要合理的選擇操作方法。初學階段以實現功能為目的，掌握的順序應該是，輪詢->中斷->DMA。隨著學習的深入，需要綜合考慮系統的性能需求，採取合適的方法。
● 良好的GNU C語言編程基礎
如：C語言的指針、結構體、內存操作、鏈表、隊列、棧、C和匯編混合編程等。這些編程語法是編寫設備驅動的基礎，無論對於初學者還是有經驗者都非常重要。
● 良好的linux操作系統概念
如：多進程、多線程、進程調度、進程搶占、進程上下文、虛擬內存、原子操作、阻塞、睡眠、同步等概念及它們之間的關系。這些概念及方法在設備驅動里的使用是linux設備驅動區別單片機編程的最大特點，只有理解了它們才會編寫出高質量的驅動。
● 掌握linux內核中設備驅動的編寫介面
如：字元設備的cdev、塊設備的gendisk、網路設備的net_device，以及基於這些基本介面的framebuffer設備的fb_info、mtd設備的mtd_info、tty設備的tty_driver、usb設備的usb_driver、mmc設備的mmc_host等。
Linux內核為設備驅動編寫者提供了標準的介面，驅動編寫者無需精通內核的各個部分，只需要明確內核提供給我們的介面，並實現此介面就可以了。內核提供的介面採用的是面向對象的思路，即把目標設備抽象成一個對象，通常利用一個結構體來描述這個對象。驅動工程師的任務就是實現這個對象。這個結構體中會包含設備的屬性（用變數表示）和操作方法（用函數指針表示）。如：字元設備的cdev
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct mole *owner;
const struct file_operations *ops; // 操作方法結合，其它項都是屬性
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int count;
};
開始階段可以以模仿為主，即套用一些固定的模板、參考常式。
如何應對不斷升級的內核
內核升級對驅動的影響主要體現在，（1）驅動介面定義的變化；（2）內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化；（3）平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化；（4）設備模型的影響。
● 驅動介面定義的變化
如：2.4內核中字元設備驅動的注冊介面是：
int register_chrdev(unsigned int major, const char * name, struct file_operations *fops)
而2.6內核中已經不建議使用這種方法了，改為：
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
這種介面定義及注冊方法帶來的變化，發生的並不頻繁。解決方案是：參考內核中的代碼。這種介面定義及注冊方法在內核中非常容易找到，如：字元設備驅動的注冊方法及介面定義可以參照內核driver/char/目錄下的很多實例。
● 內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化
如：中斷注冊函數的格式及參數在2.4內核、2.6內核低版本和高版本之間都存在差別，在2.6.8中，中斷注冊函數的定義為：
int request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),unsigned long irq_flags, const char * devname, void *dev_id)
irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合： SA_INTERRUPT、SA_SAMPLE_RANDOM、SA_SHIRQ
在2.6.26中，中斷注冊函數的定義為：
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *); irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合：（功能和2.6.8的對應）IRQF_DISABLED、IRQF_SAMPLE_RANDOM、IRQF_SHARED
當出現這些問題時，編譯過程中，編譯器會給我們比較明確的錯誤提示，根據這些提示你可以判斷出是否是缺少頭文件問題、是否是函數參數定義有誤等。解決問題的最好辦法還是到你的目標內核中找信息。此時找問題的方法可以藉助於搜索，如：你可以在新的內核中搜索request_irq，看新內核中的驅動是如何使用它的，這種方法非常有效。
● 平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化
內核中，硬體平台相關的代碼在內核更新過程中變化比較頻繁，和我們的設備驅動也是息息相關，所以在針對一個新內核編寫設備驅動前，一定要熟悉你的平台代碼的結構。有時平台雖然提供了內核要求的介面函數，但使用起來功能卻並不完善。下面還是先舉個例子說明平台代碼更新對設備驅動的影響。
如：在linux-2.6.8內核中，調用set_irq_type(IRQ_EINT0,IRQT_FALLING);去設置S3C2410的IRQ_EINT0的中斷觸發信號類型，你會發現不會有什麼效果。跟蹤代碼發現內核的set_irq_type函數需要平台提供一個針對硬體平台的實現函數
static struct irqchip s3c_irqext_chip = {
.mask = s3c_irqext_mask,
.unmask = s3c_irqext_unmask,
.ack = s3c_irqext_ack,
.type = s3c_irqext_type
};
s3c_irqext_type就是linux內核需要的實現函數，而s3c_irqext_type在2.6.8中的實現為： static int s3c_irqext_type(unsigned int irq, unsigned int type)
{
irqdbf("s3c_irqext_type: called for irq %d, type %d\n", irq, type);
return 0;
}
原來並沒有實現。而在較高版本的內核，如2.6.26內核中，這個函數是實現了的。所以你一定要小心。當平台函數不好用時，一定要查查原因，或者直接操作硬體寄存器來達到目的。
● 2.6內核設備模型對驅動的影響
在2.6內核中寫設備驅動和在2.4內核中有著很大的不同，主要就是在設備驅動中融入了比設備驅動本身結構還復雜、還難以理解的設備模型。初學驅動時你可以不理會設備模型，但你會發現內核里的驅動代碼基本上都是融入了設備模型的了。所以很多時候你不得不面對現實，還是要弄懂它，並且它也的注冊方法也會隨著內核的升級而發生變化。解決此類問題的最好方法還是參考目標內核驅動代碼。

❷ 如何 編寫 linux 驅動 程序

Linux是Unix操作系統的一種變種，在Linux下編寫驅動程序的原理和思想完全類似於其他的Unix系統，但它dos或window環境下的驅動程序有很大的區別。在Linux環境下設計驅動程序，思想簡潔，操作方便，功能也很強大，但是支持函數少，只能依賴kernel中的函數，有些常用的操作要自己來編寫，而且調試也不方便。本人這幾周來為實驗室自行研製的一塊多媒體卡編制了驅動程序，獲得了一些經驗，願與Linux fans共享 一、Linux device driver 的概念系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面，設備驅動程序是操作系統內核和機器硬體之間的介面。設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節，這樣在應用程序看來，硬體設備只是一個設備文件， 應用程序可以象操作普通文件一樣對硬體設備進行操作。設備驅動程序是內核的一部分，它完成以下的功能： 1.對設備初始化和釋放。 2.把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據。 3.讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據。 4.檢測和處理設備出現的錯誤。 二、實例剖析我們來寫一個最簡單的字元設備驅動程序。雖然它什麼也不做，但是通過它可以了解Linux的設備驅動程序的工作原理。

❸ 如何系統的學習Linux驅動開發

在學習之前一直對驅動開發非常的陌生，感覺有點神秘。不知道驅動開發和普通的程序開發究竟有什麼不同；它的基本框架又是什麼樣的；他的開發環境有什麼特殊的地方；以及怎麼寫編寫一個簡單的字元設備驅動前編譯載入，下面我就對這些問題一個一個的介紹。

一、驅動的基本框架

1．那麼究竟什麼是驅動程序，它有什麼用呢:

l驅動是硬體設備與應用程序之間的一個中間軟體層

l它使得某個特定硬體能夠響應一個定義良好的內部編程介面，同時完全隱蔽了設備的工作細節

l用戶通過一組與具體設備無關的標准化的調用來完成相應的操作

l驅動程序的任務就是把這些標准化的系統調用映射到具體設備對於實際硬體的特定操作上

l驅動程序是內核的一部分，可以使用中斷、DMA等操作

l驅動程序在用戶態和內核態之間傳遞數據

2．Linux驅動的基本框架

3．Linux下設備驅動程序的一般可以分為以下三類

1)字元設備

a)所有能夠象位元組流一樣訪問的設備都通過字元設備來實現

b)它們被映射為文件系統中的節點，通常在/dev/目錄下面

c)一般要包含open read write close等系統調用的實現

2)塊設備

d)通常是指諸如磁碟、內存、Flash等可以容納文件系統的存儲設備。

e)塊設備也是通過文件系統來訪問，與字元設備的區別是：內核管理數據的方式不同

f)它允許象字元設備一樣以位元組流的方式來訪問，也可一次傳遞任意多的位元組。

3)網路介面設備

g)通常它指的是硬體設備，但有時也可能是一個軟體設備(如回環介面loopback)，它們由內核中網路子系統驅動，負責發送和接收數據包。

h)它們的數據傳送往往不是面向流的，因此很難將它們映射到一個文件系統的節點上。

二、怎麼搭建一個驅動的開發環境

因為驅動是要編譯進內核,在啟動內核時就會驅動此硬體設備；或者編譯生成一個.o文件,當應用程序需要時再動態載入進內核空間運行。因此編譯任何一個驅動程序都要鏈接到內核的源碼樹。所以搭建環境的第一步當然是建內核源碼樹

1.怎麼建內核源碼樹

a)首先看你的系統有沒有源碼樹，在你的/lib/ moles目錄下會有內核信息，比如我當前的系統里有兩個版本：

#ls /lib/ moles

2.6.15-rc72.6.21-1.3194.fc7

查看其源碼位置:

## ll /lib/moles/2.6.15-rc7/build

lrwxrwxrwx 1 root root 27 2008-04-28 19:19 /lib/moles/2.6.15-rc7/build -> /root/xkli/linux-2.6.15-rc7

發現build是一個鏈接文件，其所對應的目錄就是源碼樹的目錄。但現在這里目標目錄已經是無效的了。所以得自己重新下載

b)下載並編譯源碼樹

有很多網站上可以下載，但官方網址是：

http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/

下載完後當然就是解壓編譯了

# tar –xzvf linux-2.6.16.54.tar.gz

#cd linux-2.6.16.54

## make menuconfig (配置內核各選項,如果沒有配置就無法下一步編譯，這里可以不要改任何東西)

#make

…

如果編譯沒有出錯。那麼恭喜你。你的開發環境已經搭建好了

三、了解驅動的基本知識

1.設備號

1)什麼是設備號呢？我們進系統根據現有的設備來講解就清楚了：

#ls -l /dev/

crwxrwxrwx 1 root root1,3 2009-05-11 16:36 null

crw------- 1 root root4,0 2009-05-11 16:35 systty

crw-rw-rw- 1 root tty5,0 2009-05-11 16:36 tty

crw-rw---- 1 root tty4,0 2009-05-11 16:35 tty0

在日期前面的兩個數（如第一列就是1,3）就是表示的設備號，第一個是主設備號，第二個是從設備號

2)設備號有什麼用呢？

l傳統上,主編號標識設備相連的驅動.例如, /dev/null和/dev/zero都由驅動1來管理,而虛擬控制台和串口終端都由驅動4管理

l次編號被內核用來決定引用哪個設備.依據你的驅動是如何編寫的自己區別

3)設備號結構類型以及申請方式

l在內核中, dev_t類型(在中定義)用來持有設備編號,對於2.6.0內核, dev_t是32位的量, 12位用作主編號, 20位用作次編號.

l能獲得一個dev_t的主或者次編號方式：

MAJOR(dev_t dev); //主要

MINOR(dev_t dev);//次要

l但是如果你有主次編號,需要將其轉換為一個dev_t,使用: MKDEV(int major, int minor);

4)怎麼在程序中分配和釋放設備號

在建立一個字元驅動時需要做的第一件事是獲取一個或多個設備編號來使用.可以達到此功能的函數有兩個：

l一個是你自己事先知道設備號的

register_chrdev_region,在中聲明:

int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);

first是你要分配的起始設備編號. first的次編號部分常常是0,count是你請求的連續設備編號的總數. name是應當連接到這個編號范圍的設備的名子;它會出現在/proc/devices和sysfs中.

l第二個是動態動態分配設備編號

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);

使用這個函數, dev是一個只輸出的參數,它在函數成功完成時持有你的分配范圍的第一個數. fisetminor應當是請求的第一個要用的次編號;它常常是0. count和name參數如同給request_chrdev_region的一樣.

5)設備編號的釋放使用

不管你是採用哪些方式分配的設備號。使用之後肯定是要釋放的，其方式如下：

void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);

6)

2.驅動程序的二個最重要數據結構

1)file_operation

倒如字元設備scull的一般定義如下：
struct file_operations scull_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = scull_llseek,
.read = scull_read,
.write = scull_write,
.ioctl = scull_ioctl,
.open = scull_open,
.release = scull_release,
};

file_operation也稱為設備驅動程序介面

定義在,是一個函數指針的集合.每個打開文件(內部用一個file結構來代表)與它自身的函數集合相關連(通過包含一個稱為f_op的成員,它指向一個file_operations結構).這些操作大部分負責實現系統調用,因此,命名為open, read,等等

2)File

定義位於include/fs.h

struct file結構與驅動相關的成員

lmode_t f_mode標識文件的讀寫許可權

lloff_t f_pos當前讀寫位置

lunsigned int_f_flag文件標志，主要進行阻塞/非阻塞型操作時檢查

lstruct file_operation * f_op文件操作的結構指針

lvoid * private_data驅動程序一般將它指向已經分配的數據

lstruct dentry* f_dentry文件對應的目錄項結構

3.字元設備注冊

1)內核在內部使用類型struct cdev的結構來代表字元設備.在內核調用你的設備操作前,必須編寫分配並注冊一個或幾個這些結構.有2種方法來分配和初始化一個這些結構.

l如果你想在運行時獲得一個獨立的cdev結構,可以這樣使用:

struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();

my_cdev->ops = &my_fops;

l如果想將cdev結構嵌入一個你自己的設備特定的結構;你應當初始化你已經分配的結構,使用:

void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);

2)一旦cdev結構建立,最後的步驟是把它告訴內核,調用:

int cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);

說明：dev是cdev結構, num是這個設備響應的第一個設備號, count是應當關聯到設備的設備號的數目.常常count是1,但是有多個設備號對應於一個特定的設備的情形.

3)為從系統去除一個字元設備,調用:

void cdev_del(struct cdev *dev);

4.open和release

❹ linux字元設備驅動程序怎麼寫

這是linux的設備驅動開發，最好是自己找一些linux驅動開發的專業資料來學習一下。不是一句兩句就說明白的。

❺ 怎樣寫linux下的USB設備驅動程序

USB驅動程序基礎
在動手寫USB驅動程序這前，讓我們先看看寫的USB驅動程序在內核中的結構，如下圖：

USB通信最基本的形式是通過端點（USB端點分中斷、批量、等時、控制四種，每種用途不同），USB端點只能往一個方向傳送數據，從主機到設備或者從設備到主機，端點可以看作是單向的管道（pipe）。所以我們可以這樣認為：設備通常具有一個或者更多的配置，配置經常具有一個或者更多的介面，介面通常具有一個或者更多的設置，介面沒有或具有一個以上的端點。驅動程序把驅動程序對象注冊到USB子系統中，稍後再使用製造商和設備標識來判斷是否已經安裝了硬體。USB核心使用一個列表（是一個包含製造商ID和設備號ID的一個結構體）來判斷對於一個設備該使用哪一個驅動程序，熱插撥腳本使用它來確定當一個特定的設備插入到系統時該自動裝載哪一個驅動程序。
上面我們簡要說明了驅動程序的基本理論，在寫一個設備驅動程序之前，我們還要了解以下兩個概念：模塊和設備文件。
模塊：是在內核空間運行的程序，實際上是一種目標對象文件，沒有鏈接，不能獨立運行，但是可以裝載到系統中作為內核的一部分運行，從而可以動態擴充內核的功能。模塊最主要的用處就是用來實現設備驅動程序。Linux下對於一個硬體的驅動，可以有兩種方式：直接載入到內核代碼中，啟動內核時就會驅動此硬體設備。另一種就是以模塊方式，編譯生成一個.ko文件(在2.4以下內核中是用.o作模塊文件，我們以2.6的內核為准，以下同)。當應用程序需要時再載入到內核空間運行。所以我們所說的一個硬體的驅動程序，通常指的就是一個驅動模塊。
設備文件：對於一個設備，它可以在/dev下面存在一個對應的邏輯設備節點，這個節點以文件的形式存在，但它不是普通意義上的文件，它是設備文件，更確切的說，它是設備節點。這個節點是通過mknod命令建立的，其中指定了主設備號和次設備號。主設備號表明了某一類設備，一般對應著確定的驅動程序；次設備號一般是區分不同屬性，例如不同的使用方法，不同的位置，不同的操作。這個設備號是從/proc/devices文件中獲得的，所以一般是先有驅動程序在內核中，才有設備節點在目錄中。這個設備號（特指主設備號）的主要作用，就是聲明設備所使用的驅動程序。驅動程序和設備號是一一對應的，當你打開一個設備文件時，操作系統就已經知道這個設備所對應的驅動程序。對於一個硬體，Linux是這樣來進行驅動的：首先，我們必須提供一個.ko的驅動模塊文件。我們要使用這個驅動程序，首先要載入它，我們可以用insmod
xxx.ko，這樣驅動就會根據自己的類型（字元設備類型或塊設備類型，例如滑鼠就是字元設備而硬碟就是塊設備）向系統注冊，注冊成功系統會反饋一個主設備號，這個主設備號就是系統對它的唯一標識。驅動就是根據此主設備號來創建一個一般放置在/dev目錄下的設備文件。在我們要訪問此硬體時，就可以對設備文件通過open、read、write、close等命令進行。而驅動就會接收到相應的read、write操作而根據自己的模塊中的相應函數進行操作了。

USB驅動程序實踐
了解了上述理論後，我們就可以動手寫驅動程序，如果你基本功好，而且寫過linux下的硬體驅動，USB的硬體驅動和pci_driver很類似，那麼寫USB的驅動就比較簡單了，如果你只是大體了解了linux的硬體驅動，那也不要緊，因為在linux的內核源碼中有一個框架程序可以拿來借用一下，這個框架程序在/usr/src/~（你的內核版本，以下同）/drivers/usb下，文件名為usb-skeleton.c。寫一個USB的驅動程序最基本的要做四件事：驅動程序要支持的設備、注冊USB驅動程序、探測和斷開、提交和控制urb（USB請求塊）（當然也可以不用urb來傳輸數據，下文我們會說到）。
驅動程序支持的設備：有一個結構體struct
usb_device_id，這個結構體提供了一列不同類型的該驅動程序支持的USB設備，對於一個只控制一個特定的USB設備的驅動程序來說，struct
usb_device_id表被定義為：
/* 驅動程序支持的設備列表 */
static struct usb_device_id
skel_table [] = {
{ USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID)
},
{ } /* 終止入口 */
};
MODULE_DEVICE_TABLE (usb,
skel_table);
對於PC驅動程序，MODULE_DEVICE_TABLE是必需的，而且usb必需為該宏的第一個值，而USB_SKEL_VENDOR_ID和USB_SKEL_PRODUCT_ID就是這個特殊設備的製造商和產品的ID了，我們在程序中把定義的值改為我們這款USB的，如：
/*
定義製造商和產品的ID號 */
#define USB_SKEL_VENDOR_ID 0x1234
#define
USB_SKEL_PRODUCT_ID
0x2345
這兩個值可以通過命令lsusb，當然你得先把USB設備先插到主機上了。或者查看廠商的USB設備的手冊也能得到，在我機器上運行lsusb是這樣的結果：
Bus
004 Device 001: ID 0000:0000
Bus 003 Device 002: ID 1234:2345 Abc Corp.

Bus 002 Device 001: ID 0000:0000
Bus 001 Device 001: ID
0000:0000
得到這兩個值後把它定義到程序里就可以了。
注冊USB驅動程序：所有的USB驅動程序都必須創建的結構體是struct
usb_driver。這個結構體必須由USB驅動程序來填寫，包括許多回調函數和變數，它們向USB核心代碼描述USB驅動程序。創建一個有效的struct
usb_driver結構體，只須要初始化五個欄位就可以了，在框架程序中是這樣的：
static struct usb_driver skel_driver
= {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "skeleton",

.probe = skel_probe,
.disconnect = skel_disconnect,

.id_table = skel_table,
};

❻ 如何編寫Linux 驅動程序

以裝載和卸載模塊為例：

1、首先輸入代碼

#include <linux/init.h>

#include <linux/mole.h>

❼ 如何編寫linux操作系統下的設備驅動程序

Linux是Unix操作系統的一種變種,在Linux下編寫驅動程序的原理和
思想完全類似於其他的Unix系統,但它dos或window環境下的驅動程序有很大的
區別.在Linux環境下設計驅動程序,思想簡潔,操作方便,功能也很強大,但是
支持函數少,只能依賴kernel中的函數,有些常用的操作要自己來編寫,而且調
試也不方便.本人這幾周來為實驗室自行研製的一塊多媒體卡編制了驅動程序,
獲得了一些經驗,願與Linux fans共享,有不當之處,請予指正.

以下的一些文字主要來源於khg,johnsonm的Write linux device driver,
Brennan's Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,還有清華BBS上的有關
device driver的一些資料. 這些資料有的已經過時,有的還有一些錯誤,我依
據自己的試驗結果進行了修正.

一. Linux device driver 的概念

系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面,設備驅動程序是操作系統
內核和機器硬體之間的介面.設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節,這樣
在應用程序看來,硬體設備只是一個設備文件, 應用程序可以象操作普通文件
一樣對硬體設備進行操作.設備驅動程序是內核的一部分,它完成以下的功能:
1.對設備初始化和釋放.
2.把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據.
3.讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據.
4.檢測和處理設備出現的錯誤.

在Linux操作系統下有兩類主要的設備文件類型,一種是字元設備,另一種是
塊設備.字元設備和塊設備的主要區別是:在對字元設備發出讀/寫請求時,實際
的硬體I/O一般就緊接著發生了,塊設備則不然,它利用一塊系統內存作緩沖區,
當用戶進程對設備請求讀/寫時,它首先察看緩沖區的內容,如果緩沖區的數據
能滿足用戶的要求,就返回請求的數據,如果不能,就調用請求函數來進行實際
的I/O操作.塊設備是主要針對磁碟等慢速設備設計的,以免耗費過多的CPU時間
來等待.

已經提到,用戶進程是通過設備文件來與實際的硬體打交道.每個設備文件都
都有其文件屬性(c/b),表示是字元設備還蔤強檣璞?另外每個文件都有兩個設
備號,第一個是主設備號,標識驅動程序,第二個是從設備號,標識使用同一個
設備驅動程序的不同的硬體設備,比如有兩個軟盤,就可以用從設備號來區分
他們.設備文件的的主設備號必須與設備驅動程序在登記時申請的主設備號
一致,否則用戶進程將無法訪問到驅動程序.

最後必須提到的是,在用戶進程調用驅動程序時,系統進入核心態,這時不再是
搶先式調度.也就是說,系統必須在你的驅動程序的子函數返回後才能進行其他
的工作.如果你的驅動程序陷入死循環,不幸的是你只有重新啟動機器了,然後就
是漫長的fsck

❽ 如何寫linux設備驅動以及調試驅動

寫Linux驅動是一件非常富有挑戰的工作,需要有良好的硬體和軟體基礎,建議你看看回宋寶華寫的答<Linux 設備驅動詳解>和老外寫的<Linux設備驅動程序>,這兩本書非常好,datasheet不用都看,具體做那個模塊就看那個模塊,而且datasheet一般是用到的時候找相應的部分去查,千萬不要上來從頭到尾看,最後你什麼也記不住.

❾ 怎樣寫linux下的USB設備驅動程序

usb分為來host驅動和device驅動，看你說的是哪一源種。我就是寫過usb host和device驅動的，一般來說看spec和研究linux代碼，仔細閱讀下linux 下usb的子系統代碼吧，不是一朝一夕就能說的清楚的。我過一陣子會出點usb host和device開發的總結性文章。

還有usb2.0和usb3.0的host驅動是不一樣的，device也多了點描述符，而且不同版本的傳輸協議基本上很大不同了。

可參考：http://wenku..com/view/c1d60c175f0e7cd1842536c2.html

❿ 如何編寫Linux設備驅動程序

如何編寫Linux設備驅動程序
回想學習Linux操作系統已經有近一年的時間了，前前後後，零零碎碎的一路學習過來，也該試著寫的東西了。也算是給自己能留下一點記憶和回憶吧！由於完全是自學的，以下內容若有不當之處，還請大家多指教。
Linux是Unix操作系統的一種變種，在Linux下編寫驅動程序的原理和思想完全類似於其他的Unix系統，但它dos或window環境下的驅動程序有很大的區別。在Linux環境下設計驅動程序，思想簡潔，操作方便，功能也很強大，但是支持函數少，只能依賴kernel中的函數，有些常用的操作要自己來編寫，而且調試也不方便。
以下的一些文字主要來源於khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，還有清華BBS上的有關device driver的一些資料。
一、Linux device driver 的概念
系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面，設備驅動程序是操作系統內核和機器硬體之間的介面。設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節，這樣在應用程序看來，硬體設備只是一個設備文件，應用程序可以象操作普通文件一樣對硬體設備進行操作。設備驅動程序是內核的一部分，它完成以下的功能:
1、對設備初始化和釋放。
2、把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據。
3、讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據。
4、檢測和處理設備出現的錯誤。
在Linux操作系統下有三類主要的設備文件類型，一是字元設備，二是塊設備，三是網路設備。字元設備和塊設備的主要區別是:在對字元設備發出讀/寫請求時，實際的硬體I/O一般就緊接著發生了，塊設備則不然，它利用一塊系統內存作緩沖區，當用戶進程對設備請求能滿足用戶的要求，就返回請求的數據，如果不能，就調用請求函數來進行實際的I/O操作。塊設備是主要針對磁碟等慢速設備設計的，以免耗費過多的CPU時間來等待。
已經提到，用戶進程是通過設備文件來與實際的硬體打交道。每個設備文件都都有其文件屬性(c/b)，表示是字元設備還是塊設備?另外每個文件都有兩個設備號，第一個是主設備號，標識驅動程序，第二個是從設備號，標識使用同一個設備驅動程序的不同的硬體設備，比如有兩個軟盤，就可以用從設備號來區分他們。設備文件的的主設備號必須與設備驅動程序在登記時申請的主設備號一致，否則用戶進程將無法訪問到驅動程序。
最後必須提到的是，在用戶進程調用驅動程序時，系統進入核心態，這時不再是搶先式調度。也就是說，系統必須在你的驅動程序的子函數返回後才能進行其他的工作。如果你的驅動程序陷入死循環，不幸的是你只有重新啟動機器了，然後就是漫長的fsck。
讀/寫時，它首先察看緩沖區的內容，如果緩沖區的數據未被處理，則先處理其中的內容。
如何編寫Linux操作系統下的設備驅動程序

二、實例剖析
我們來寫一個最簡單的字元設備驅動程序。雖然它什麼也不做，但是通過它可以了解Linux的設備驅動程序的工作原理。把下面的C代碼輸入機器，你就會獲得一個真正的設備驅動程序。
#define __NO_VERSION__
#include <linux/moles.h>
#include <linux/version.h>
char kernel_version [] = UTS_RELEASE;
這一段定義了一些版本信息，雖然用處不是很大，但也必不可少。Johnsonm說所有的驅動程序的開頭都要包含<linux/config.h>，一般來講最好使用。
由於用戶進程是通過設備文件同硬體打交道，對設備文件的操作方式不外乎就是一些系統調用，如 open，read，write，close…， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系統調用和驅動程序關聯起來呢?這需要了解一個非常關鍵的數據結構：
struct file_operations
{
int (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);
int (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);
int (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);
int (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ，struct file *);
int (*release) (struct inode * ，struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ，struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);
int (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}

這個結構的每一個成員的名字都對應著一個系統調用。用戶進程利用系統調用在對設備文件進行諸如read/write操作時，系統調用通過設備文件的主設備號找到相應的設備驅動程序，然後讀取這個數據結構相應的函數指針，接著把控制權交給該函數。這是linux的設備驅動程序工作的基本原理。既然是這樣，則編寫設備驅動程序的主要工作就是編寫子函數，並填充file_operations的各個域。
下面就開始寫子程序。
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include<linux/config.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node，struct file *file，char *buf，int count)
{
int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE，buf，count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count ; left > 0 ; left--)
{
__put_user(1，buf，1);
buf++;
}
return count;
}

這個函數是為read調用准備的。當調用read時，read_test()被調用，它把用戶的緩沖區全部寫1。buf 是read調用的一個參數。它是用戶進程空間的一個地址。但是在read_test被調用時，系統進入核心態。所以不能使用buf這個地址，必須用__put_user()，這是kernel提供的一個函數，用於向用戶傳送數據。另外還有很多類似功能的函數。請參考Robert著的《Linux內核設計與實現》（第二版）。然而，在向用戶空間拷貝數據之前，必須驗證buf是否可用。這就用到函數verify_area。
static int write_tibet(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)
{
return count;
}
static int open_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
}
static void release_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}

這幾個函數都是空操作。實際調用發生時什麼也不做，他們僅僅為下面的結構提供函數指針。
struct file_operations test_fops = {
NULL，
read_test，
write_test，
NULL， /* test_readdir */
NULL，
NULL， /* test_ioctl */
NULL， /* test_mmap */
open_test，
release_test，
NULL， /* test_fsync */
NULL， /* test_fasync */
/* nothing more， fill with NULLs */
};
這樣，設備驅動程序的主體可以說是寫好了。現在要把驅動程序嵌入內核。驅動程序可以按照兩種方式編譯。一種是編譯進kernel，另一種是編譯成模塊(moles)，如果編譯進內核的話，會增加內核的大小，還要改動內核的源文件，而且不能動態的卸載，不利於調試，所以推薦使用模塊方式。
int init_mole(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0， "test"， &test_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}

在用insmod命令將編譯好的模塊調入內存時，init_mole 函數被調用。在這里，init_mole只做了一件事，就是向系統的字元設備表登記了一個字元設備。register_chrdev需要三個參數，參數一是希望獲得的設備號，如果是零的話，系統將選擇一個沒有被佔用的設備號返回。參數二是設備文件名，參數三用來登記驅動程序實際執行操作的函數的指針。
如果登記成功，返回設備的主設備號，不成功，返回一個負值。
void cleanup_mole(void)
{
unregister_chrdev(test_major，"test");
}
在用rmmod卸載模塊時，cleanup_mole函數被調用，它釋放字元設備test在系統字元設備表中佔有的表項。
一個極其簡單的字元設備可以說寫好了，文件名就叫test.c吧。
下面編譯 :
$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c
得到文件test.o就是一個設備驅動程序。
如果設備驅動程序有多個文件，把每個文件按上面的命令行編譯，然後
ld -r file1.o file2.o -o molename。
驅動程序已經編譯好了，現在把它安裝到系統中去。
$ insmod –f test.o
如果安裝成功，在/proc/devices文件中就可以看到設備test，並可以看到它的主設備號。要卸載的話，運行 :
$ rmmod test
下一步要創建設備文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字元設備，major是主設備號，就是在/proc/devices里看到的。
用shell命令
$ cat /proc/devices
就可以獲得主設備號，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。
minor是從設備號，設置成0就可以了。
我們現在可以通過設備文件來訪問我們的驅動程序。寫一個小小的測試程序。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
main()
{
int testdev;
int i;
char buf[10];
testdev = open("/dev/test"，O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf("Cann't open file \n");
exit(0);
}
read(testdev，buf，10);
for (i = 0; i < 10;i++)
printf("%d\n"，buf[i]);
close(testdev);
}

編譯運行，看看是不是列印出全1 ？
以上只是一個簡單的演示。真正實用的驅動程序要復雜的多，要處理如中斷，DMA，I/O port等問題。這些才是真正的難點。請看下節，實際情況的處理。
如何編寫Linux操作系統下的設備驅動程序
三、設備驅動程序中的一些具體問題
1。 I/O Port。
和硬體打交道離不開I/O Port，老的ISA設備經常是佔用實際的I/O埠，在linux下，操作系統沒有對I/O口屏蔽，也就是說，任何驅動程序都可對任意的I/O口操作，這樣就很容易引起混亂。每個驅動程序應該自己避免誤用埠。
有兩個重要的kernel函數可以保證驅動程序做到這一點。
1）check_region(int io_port， int off_set)
這個函數察看系統的I/O表，看是否有別的驅動程序佔用某一段I/O口。
參數1：I/O埠的基地址，
參數2：I/O埠佔用的范圍。
返回值：0 沒有佔用， 非0，已經被佔用。
2）request_region(int io_port， int off_set，char *devname)
如果這段I/O埠沒有被佔用，在我們的驅動程序中就可以使用它。在使用之前，必須向系統登記，以防止被其他程序佔用。登記後，在/proc/ioports文件中可以看到你登記的I/O口。
參數1：io埠的基地址。
參數2：io埠佔用的范圍。
參數3：使用這段io地址的設備名。
在對I/O口登記後，就可以放心地用inb()， outb()之類的函來訪問了。
在一些pci設備中，I/O埠被映射到一段內存中去，要訪問這些埠就相當於訪問一段內存。經常性的，我們要獲得一塊內存的物理地址。

2。內存操作
在設備驅動程序中動態開辟內存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用get_free_pages直接申請頁。釋放內存用的是kfree，或free_pages。 請注意，kmalloc等函數返回的是物理地址！
注意，kmalloc最大隻能開辟128k-16，16個位元組是被頁描述符結構佔用了。
內存映射的I/O口，寄存器或者是硬體設備的RAM(如顯存)一般佔用F0000000以上的地址空間。在驅動程序中不能直接訪問，要通過kernel函數vremap獲得重新映射以後的地址。
另外，很多硬體需要一塊比較大的連續內存用作DMA傳送。這塊程序需要一直駐留在內存，不能被交換到文件中去。但是kmalloc最多隻能開辟128k的內存。
這可以通過犧牲一些系統內存的方法來解決。

3。中斷處理
同處理I/O埠一樣，要使用一個中斷，必須先向系統登記。
int request_irq(unsigned int irq ，void(*handle)(int，void *，struct pt_regs *)，
unsigned int long flags， const char *device);
irq: 是要申請的中斷。
handle：中斷處理函數指針。
flags：SA_INTERRUPT 請求一個快速中斷，0 正常中斷。
device：設備名。

如果登記成功，返回0，這時在/proc/interrupts文件中可以看你請求的中斷。
4。一些常見的問題。
對硬體操作，有時時序很重要（關於時序的具體問題就要參考具體的設備晶元手冊啦！比如網卡晶元RTL8139）。但是如果用C語言寫一些低級的硬體操作的話，gcc往往會對你的程序進行優化，這樣時序會發生錯誤。如果用匯編寫呢，gcc同樣會對匯編代碼進行優化，除非用volatile關鍵字修飾。最保險的辦法是禁止優化。這當然只能對一部分你自己編寫的代碼。如果對所有的代碼都不優化，你會發現驅動程序根本無法裝載。這是因為在編譯驅動程序時要用到gcc的一些擴展特性，而這些擴展特性必須在加了優化選項之後才能體現出來。
寫在後面：學習Linux確實不是一件容易的事情，因為要付出很多精力，也必須具備很好的C語言基礎；但是，學習Linux也是一件非常有趣的事情，它裡麵包含了許多高手的智慧和「幽默」，這些都需要自己親自動手才能體會到，O(∩_∩)O~哈哈！