Linux设备驱动程序简介

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1、Linux设备驱动程序简介Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序，获得了一些经验，愿与Linuxfans共享，有不当之处，请予指正。　　以下的一些文字主要来源于khg，

2、johnsonm的Writelinuxdevicedriver，Brennan'sGuidetoInlineAssembly，TheLinuxA-Z，还有清华BBS上的有关devicedriver的一些资料.这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正.　　一、Linuxdevicedriver的概念　　系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操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

3、件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作.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操作系统下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

4、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操作.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，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

5、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.　　读/写时，它首先察看缓冲区的内容，如果缓冲区的数据　　如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序　　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

6、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.　　[code]#define__NO_VERSION__　　#include　　#include　　charkernel_version[]=UTS_RELEASE;[/code]　　这一段定义了一些版本信息，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

7、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，对设备文件的操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:[code]structfile_operations{int(*seek)(structinode*，structfile*，off_t，int);int(*read)(structinode*，

8、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*，unsined