第6章 嵌入式Linux驱动程序开发ppt课件.ppt

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1、第6章嵌入式Linux驱动程序开发嵌入式Linux的设备管理设备驱动程序开发过程应用实例1971.嵌入式Linux的设备管理设备管理概述设备类型设备号Linux驱动程序概念驱动程序结构用户访问接口Linux对中断的处理设备驱动的初始化设备驱动初始化函数主要功能1981.1设备管理概述linux将所有的设备看作具体的文件，通过文件系统层对设备进行访问。这样可以很好的做到“设备无关性”。可以把Linux对设备的管理划分成四个层次：用户进程文件系统层设备驱动层硬件层它们之间的关系如右图所示：第六章123嵌入式Linux的设备管理设备驱动程序开发过程应用实例199

2、1.1设备管理概述用户进程用户进程一般位于内核之外，当它需要操作设备时，可以就像访问普通文件一样，通过调用read(),write()等文件操作系统调用来完成对设备文件的访问和控制。文件系统层：向用户提供一组统一的用户接口。它位于用户进程层下面，属于内核空间，基本功能是执行适合于所有设备的输入输出功能，使用户透明的访问文件。在用户进程发出系统调用要求输入输出操作时，由文件系统层就处理请求的权限。设备驱动层：用于屏蔽具体设备的细节，设备驱动程序位于内核中，它根据文件系统层的输入输出请求来操作硬件上的设备控制器，完成设备的初始化、打开释放设备以及数据在内核和设

3、备间的传递等操作。第六章123嵌入式Linux的设备管理设备驱动程序开发过程应用实例2001.2设备类型Linux中的设备可以分为三类：字符设备：数据的处理是以字节为单位按顺序进行的，没有数据缓冲区，也不支持随机读写。嵌入式系统中简单的按键、触摸屏、手写板都属于字符设备。块设备：是指那些在输入/输出时数据处理以块为单位的设备，它一般都采用了缓存技术，支持数据的随机读写。典型的块设备有硬盘、cd-rom等。对用户来说块设备和字符设备的访问接口都是一样的，区别仅在内核和驱动程序的软件接口上。网络设备：实现方法不同于以上两种设备，它面向的上一层不是文件系统层而是

4、网络协议层，内核和网络设备驱动程序间的通信，与字符设备和块设备也完全不同。第六章123嵌入式Linux的设备管理设备驱动程序开发过程应用实例2011.3设备号传统的设备管理上，除了设备类型外，linux内核还需要一对被称作为主设备号、次设备号的参数，才能唯一的标识设备。主设备号：标识设备对应的驱动程序。系统中不同的设备可以有相同的主设备号，主设备号相同的设备使用相同的驱动程序，内核利用主设备号将设备与相应的驱动程序对应起来。次设备号：用来区分具体驱动程序的实例。从上面可以知道，一个主设备号可能有多个设备与之对应，这多个设备正是在驱动程序内通过次设备号来进一

5、步区分的。次设备号只能由设备驱动程序使用，内核的其他部分仅将它作为参数传递给驱动程序。第六章123嵌入式Linux的设备管理设备驱动程序开发过程应用实例2021.4Linux驱动程序概念设备驱动程序是操作系统内核与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，从应用程序来看，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以向操作普通文件一样对硬件设备进行操作，设备驱动程序属于内核，主要功能有：对设备初始化和释放。把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。传送应用程序和设备文件之间的数据检测和处理设备出现的错误。设备驱动程序的开发方式主要有两种：基于内核的

6、方式和基于模块的方式。第六章123嵌入式Linux的设备管理设备驱动程序开发过程应用实例2031.5驱动程序结构Linux的设备驱动程序分为三个主要部分：自动配置和初始化子程序：负责监测所要驱动的硬件设备是否存在和能否正常工作。仅在初始化时被调用一次。服务于I/O请求的子程序：也称为驱动程序的上半部分。这部分程序由系统调用执行，和调用进程属于同一个进程，具有调用进程的运行环境，只是由用户态变成了核心态。中断服务子程序：也称为驱动程序的下半部分。由Linux系统接收，再由系统调用中断服务子程序。中断可以在任何一个进程运行时产生，因而中断应该独立于任何进程。同

7、一个中断可以服务于多个设备，因而应该为中断程序提供请求服务设备的标示参数。第六章123嵌入式Linux的设备管理设备驱动程序开发过程应用实例2041.5用户访问接口对用户程序而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，I/O设备的存取可以通过一组固定的入口点来进行，这组入口点是由每个设备的设备驱动程序提供的。主要包括：open入口点：打开设备准备I/O操作。release入口点：关闭由open()函数打开的文件read入口点：从设备上读数据。对于有缓冲区的I/O操作，一般是从缓冲区里读数据。write入口点：往设备上写数据，对于

8、有缓冲区的I/O操作，一般是把数据写入缓冲区里。ioctl入口点：