linux驅動設備模型

❶ linux內核開發與Linux驅動開發有什麼關系

驅動裝在系統上，有的會跟內核有交互，但是驅動一般是針對設備

❷ linux的設備驅動一般分為幾類各有什麼特點

大致分為三類，字元驅動，塊設備驅動，網路設備驅動。
字元設備可以看成是用位元組流存取的文件

塊設備則可以看成是可以任意存取位元組數的字元設備，在應用上只是內核管理數據方式不同

網路設備可以是一個硬體設備，或者是軟體設備，他沒有相應的read write，它是面向流的一種特殊設備。

❸ 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。

❹ 求教怎麼學習linux內核驅動

1.首先要了解為什麼要學習內核？下圖已表明，如果要從事驅動開發或系統研究，就要學習內核。

2.內核的知識就像下面的繩結一樣，一環扣一環，我們要解開它們，就必須要先找到線頭也就是內核中的函數介面。初學階段，我們一般不深入的研究內核代碼，會使用內核的介面函數就不錯了。

3.下面提供了如何學習這些內核函數的方法，就像解繩子一樣

4.學習內核的四步法則，思維導圖的設計尤為重要，這也是能否學習好內核的關鍵

5.語言基礎也需要扎實，所以需要把C語言鞏固鞏固

❺ Linux系統中文件、模塊與設備驅動之間的的區別與聯系

linux下的文件的操作方式都是相同的，不要求後綴名，普通文件當然沒什麼好說的了。
模塊是由編譯後的內核生成的，也可以自己生成，自己載入。比如說系統啟動時載入的usb模塊有 usbcore.o、usb-uhci.o、usb-ohci.o、 uhci.o、ehci-hcd.o（usb2.0）、hid.o（ USB人機界面設備）、usb-storage.o （U盤驅動），最後一個就是具體的設備驅動程序模塊，驅動程序也是以模塊的方式載入到系統中，然後才工作的。linux的系統載入了非常多的模塊，很多模塊在不用的時候都是處於掛起狀態，是不佔用內存和資源的，用的時候才去喚醒。
linux下操作設備是通過設備文件結點來操作的，/dev下面的東西。應用程序操作這些文件結點，就像操作普通文件一樣進行來回的讀/寫，剩下的事情都是由文件結點具體對應的設備驅動模塊完成的，文件結點和設備驅動之間的關系由一個鏈表來記錄。

❻ 如何描述linux 字元設備驅動程序的框架

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.
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.
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

❼ linux匯流排驅動模型中，匯流排也是一種設備，匯流排與表示它的設備是怎麼聯系的

設備模型中，關心匯流排，設備，驅動這三個實體，匯流排將設備和驅動綁定，在系統每注冊一個設備的時候，會尋找與之匹配的驅動。相反，在系統每注冊一個驅動的時候，尋找與之匹配的設備，匹配是由匯流排來完成的。 你還可以看一看鏈表的信息。它們都是關聯的。 有個最牛的函數contain_o
f 非常牛。還有輪詢鏈表的函數。

❽ linux驅動設備為什麼有的在/dev 有的在/sys/class

dev下是設備文件，UNIX將設備以文件的文件來訪問（以WINDOWS大不同），CLASS下是驅動文件，也可以open，read來訪問 ，WRITE也行但會帶來嚴重後果的