Linux驅動程序開發實例
1. 如何編寫驅動程序
代碼：
#include<linux/mole.h>
#include<linux/kernel.h>
#include<asm/io.h>
#include<linux/miscdevice.h>
#include<linux/fs.h>
#include<asm/uaccess.h>
//流水燈代碼
#define GPM4CON 0x110002e0
#define GPM4DAT 0x110002e4
static unsigned long*ledcon=NULL;
static unsigned long*leddat=NULL;
//自定義write文件操作(不自定義的話，內核有默認的一套文件操作函數)
static ssize_t test_write(struct file*filp,const char __user*buff,size_t count,loff_t*offset)
{
int value=0;
int ret=0;
ret=_from_user(&value,buff,4);
//底層驅動只定義基本操作動作，不定義功能
if(value==1)
{
*leddat|=0x0f;
*leddat&=0xfe;
}
if(value==2)
{
*leddat|=0x0f;
*leddat&=0xfd;
}
if(value==3)
{
*leddat|=0x0f;
*leddat&=0xfb;
}
if(value==4)
{
*leddat|=0x0f;
*leddat&=0xf7;
}
return 0;
}
//文件操作結構體初始化
static struct file_operations g_tfops={
.owner=THIS_MODULE,
.write=test_write,
};
//雜設備信息結構體初始化
static struct miscdevice g_tmisc={
.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name="test_led",
.fops=&g_tfops,
};
//驅動入口函數雜設備初始化
static int __init test_misc_init(void)
{
//IO地址空間映射到內核的虛擬地址空間
ledcon=ioremap(GPM4CON,4);
leddat=ioremap(GPM4DAT,4);
//初始化led
*ledcon&=0xffff0000;
*ledcon|=0x00001111;
*leddat|=0x0f;
//雜設備注冊函數
misc_register(&g_tmisc);
return 0;
}
//驅動出口函數
static void __exit test_misc_exit(void)
{
//釋放地址映射
iounmap(ledcon);
iounmap(leddat);
}
//指定模塊的出入口函數
mole_init(test_misc_init);
mole_exit(test_misc_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
(1)Linux驅動程序開發實例擴展閱讀：
include用法：
#include命令預處理命令的一種，預處理命令可以將別的源代碼內容插入到所指定的位置；可以標識出只有在特定條件下才會被編譯的某一段程序代碼；可以定義類似標識符功能的宏，在編譯時，預處理器會用別的文本取代該宏。
插入頭文件的內容
#include命令告訴預處理器將指定頭文件的內容插入到預處理器命令的相應位置。有兩種方式可以指定插入頭文件：
1、#include<文件名>
2、#include"文件名"
如果需要包含標准庫頭文件或者實現版本所提供的頭文件，應該使用第一種格式。如下例所示：
#include<math.h>//一些數學函數的原型，以及相關的類型和宏
如果需要包含針對程序所開發的源文件，則應該使用第二種格式。
採用#include命令所插入的文件，通常文件擴展名是.h，文件包括函數原型、宏定義和類型定義。只要使用#include命令，這些定義就可被任何源文件使用。如下例所示：
#include"myproject.h"//用在當前項目中的函數原型、類型定義和宏
你可以在#include命令中使用宏。如果使用宏，該宏的取代結果必須確保生成正確的#include命令。例1展示了這樣的#include命令。
【例1】在#include命令中的宏
#ifdef _DEBUG_
#define MY_HEADER"myProject_dbg.h"
#else
#define MY_HEADER"myProject.h"
#endif
#include MY_HEADER
當上述程序代碼進入預處理時，如果_DEBUG_宏已被定義，那麼預處理器會插入myProject_dbg.h的內容；如果還沒定義，則插入myProject.h的內容。
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簡介：Linux設備驅動開發詳解介紹了Linux設備驅動開發理論、框架與實例，詳細說明了自旋鎖、信號量、完成量、中斷頂/底半部、定時器、內存和I/O映射以及非同步通知、阻塞I/O、非阻塞I/O等Linux設備驅動理論,以及字元設備、塊設備、tty設備、I2c設備、LCD設備、音頻設備、USB設備、網路設備、PCI設備等Linux設備驅動架構中各個復雜數據結構和函數的關系，並講解了Linux驅動開發的大量實例，使讀者能夠獨立開發各類Linux設備驅動。
3. 嵌入式Linux應用層開發有哪些實例
一：C語言 嵌入式Linux工程師的學習需要具備一定的C語言基礎，C語言是嵌入式領域最重要也是最主要的編程語言，通過大量編程實例重點理解C語言的基礎編程以及高級編程知識。包括：基本數據類型、數組、指針、結構體、鏈表、文件操作、隊列、棧等。
二：Linux基礎 Linux操作系統的概念、安裝方法，詳細了解Linux下的目錄結構、基本命令、編輯器VI ,編譯器GCC，調試器GDB和 Make 項目管理工具, Shell Makefile腳本編寫等知識，嵌入式開發環境的搭建。
三：Linux系統編程 重點學習標准I/O庫，Linux多任務編程中的多進程和多線程，以及進程間通信(pipe、FIFO、消息隊列、共享內存、signal、信號量等)，同步與互斥對共享資源訪問控制等重要知識，主要提升對Linux應用開發的理解和代碼調試的能力。
四：Linux網路編程 計算機網路在嵌入式Linux系統應用開發過程中使用非常廣泛，通過Linux網路發展、TCP/IP協議、socket編程、TCP網路編程、UDP網路編程、Web編程開發等方面入手，全面了解Linux網路應用程序開發。重點學習網路編程相關API，熟練掌握TCP協議伺服器的編程方法和並發伺服器的實現，了解HTTP協議及其實現方法，熟悉UDP廣播、多播的原理及編程方法，掌握混合C/S架構網路通信系統的設計，熟悉HTML,Javascript等Web編程技術及實現方法。
五：數據結構與演算法 數據結構及演算法在嵌入式底層驅動、通信協議、及各種引擎開發中會得到大量應用，對其掌握的好壞直接影響程序的效率、簡潔及健壯性。此階段的學習要重點理解數據結構與演算法的基礎內容，包括順序表、鏈表、隊列、棧、樹、圖、哈希表、各種查找排序演算法等應用及其C語言實現過程。
六：C++ 、QT C++是Linux應用開發主要語言之一，本階段重點掌握面向對象編程的基本思想以及C++的重要內容。圖形界面編程是嵌入式開發中非常重要的一個環節。由於QT具有跨平台、面向對象、豐富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多國語等強大功能，在嵌入式領域的GUI開發中得到了廣范的應用，在本階段通過基於QT圖形庫的學習使學員可以熟練編寫GUI程序，並移植QT應用程序到Cortex-A8平台。包括IDE使用、QT部件及布局管理器、信息與槽機制的應用、滑鼠、鍵盤及繪圖事件處理及文件處理的應用。
七：Cortex A8 、Linux 平台開發 通過基於ARM Cortex-A8處理s5pv210了解晶元手冊的基本閱讀技巧，掌握s5pv210系統資源、時鍾控制器、電源管理、異常中斷控制器、nand flash控制器等模塊，為底層平台搭建做好准備。Linux平台包括內核裁減、內核移植、交叉編譯、GNU工具使用、內核調試、Bootloader介紹、製作與原理分析、根文件系統製作以及向內核中添加自己的模塊，並在s5pv210實驗平台上運行自己製作的Linux系統,集成部署Linux系統整個流程。同時了解Android操作系統開發流程。Android系統是基於Linux平台的開源操作系統，該平台由操作系統、中間件、用戶界面和應用軟體組成，是首個為移動終端打造的真正開放和完整的移動軟體，目前它的應用不再局限於移動終端，還包括數據電視、機頂盒、PDA等消費類電子產品。
八：驅動開發 驅動程序設計是嵌入式Linux開發工作中重要的一部分，也是比較困難的一部分。本階段的學習要熟悉Linux的內核機制、驅動程序與用戶級應用程序的介面，掌握系統對設備的並發操作。熟悉所開發硬體的工作原理，具備ARM硬體介面的基礎知識，熟悉ARM Cortex-A8處理器s5pv210各資源、掌握Linux設備驅動原理框架，熟悉工程中常見Linux高級字元設備、塊設備、網路設備、USB設備等驅動開發，在工作中能獨立勝任底層驅動開發。
以上就是列出的關於一名合格嵌入式Linux開發工程師所必學的理論知識，其實，作為一個嵌入式開發人員，專業知識和項目經驗同樣重要，所以在我們的理論學習中也要有一定的項目實踐，鍛煉自己的項目開發能力。
4. 怎樣編寫Linux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
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。
5. 嵌入式Linux驅動程序和系統開發實例精講的圖書目錄
第1篇 Linux基礎知識
第1章 嵌入式基礎入門 2
1.1 嵌入式操作系統簡介 2
1.1.1 嵌入式系統的基本概念 2
1.1.2 嵌入式系統的內核介紹 3
1.1.3 嵌入式系統的應用領域 4
1.2 Linux操作系統概述 5
1.2.1 嵌入式Linux發展現狀 5
1.2.2 Linux相關的常用術語 6
1.3 Linux操作系統的移植 8
1.3.1 BootLoader技術詳解 8
1.3.2 Linux內核基本結構 17
1.3.3 移植Linux操作系統 28
1.4 本章總結 32
第 2章 Linux系統開發環境平台 33
2.1 進程/線程管理 33
2.1.1 進程/線程的概念 33
2.1.2 進程基本操作 37
2.1.3 進程通信與同步 49
2.1.4 線程基本操作 57
2.1.5 簡單的多線程編程 59
2.2 文件系統結構和類型 62
2.2.1 FAT文件系統 62
2.2.2 RAMFS內核文件系統 66
2.2.3 JFFS與YAFFS文件系統 68
2.2.4 EXT2/EXT3文件系統 71
2.2.5 /proc文件系統 74
2.2.6 Linux文件操作函數 75
2.3 存儲管理 79
2.3.1 MTD內存管理 79
2.3.2 Linux內存管理 83
2.4 設備管理 84
2.4.1 概述 84
2.4.2 字元設備與塊設備 84
2.4.3 主設備號和次設備號 87
2.5 本章總結 88
第3章 嵌入式Linux程序設計基礎 89
3.1 建立嵌入式Linux交叉編譯環境 89
3.1.1 編譯環境概述 89
3.1.2 建立交叉編譯環境流程 92
3.2 工程管理器make 97
3.2.1 make概述 97
3.2.2 Makfile文件書寫規則 101
3.3 Linux C/C++程序設計 104
3.3.1 C/C++程序結構 104
3.3.2 C/C++數據類型 107
3.3.3 表達式/語句、函數 108
3.3.4 C/C++設計注意事項 111
3.4 Linux匯編程序設計 117
3.4.1 Linux匯編語法格式 118
3.4.2 匯編程序實例 119
3.5 Linux Shell語言編程 120
3.5.1 Shell環境變數及配置文件 121
3.5.2 Shell編程實例 123
3.6 Linux Perl語言編程 124
3.6.1 Perl基本程序 124
3.6.2 Perl變數 125
3.6.3 文件句柄和文件操作 128
3.6.4 循環結構 129
3.6.5 條件結構 130
3.7 本章總結 131
第4章 Linux常用開發工具 132
4.1 GCC編譯器 132
4.1.1 GCC版本信息 132
4.1.2 GCC目錄結構 132
4.1.3 GCC執行過程 133
4.1.4 GCC的基本用法和選項 134
4.1.5 g++ 134
4.2 gdb調試器 135
4.2.1 基本用法和選項 135
4.2.2 gdb常用命令 135
4.3 Linux匯編工具 136
4.3.1 匯編器 136
4.3.2 鏈接器 136
4.3.3 調試器 137
4.3.4 系統調用 137
4.3.5 命令行參數 137
4.3.6 GCC內聯匯編 138
4.4 Linux調試工具 139
4.4.1 JTAG調試工具 139
4.4.2 kgdb內核調試環境 144
4.5 Linux圖形開發工具 149
4.5.1 GUI圖形界面開發 149
4.5.2 GTK圖形開發工具 157
4.5.3 QT圖形開發工具 161
4.6 本章總結 167
第2篇 Linux驅動程序開發與實例
第5章 Linux設備驅動基礎 170
5.1 驅動程序基本概念 170
5.1.1 驅動程序與應用程序的區別 170
5.1.2 內核版本與編譯器的版本依賴 171
5.2 設備驅動模塊概述 171
5.2.1 模塊的基本概念 171
5.2.2 模塊的初始化和退出 172
5.2.3 Linux內核模塊載入 174
5.3 Linux設備驅動結構分析 176
5.3.1 內核和用戶介面 176
5.3.2 inode節點 177
5.3.3 File結構 178
5.4 常用介面函數介紹 181
5.5 驅動程序的調試 187
5.6 本章總結 189
第6章 網卡驅動程序開發 190
6.1 網卡概述 190
6.2 RTL8193網卡驅動 190
6.2.1 網卡驅動的初始化 191
6.2.2 網卡數據收發 197
6.3 典型實例——Ralink無線網卡驅動開發 198
6.3.1 Ralink無線網卡 198
6.3.2 802.11無線通信協議的選用 199
6.3.3 設備驅動關鍵數據結構 200
6.3.4 rt2500無線網卡驅動分析 202
6.3.5 rt2500程序源代碼 207
6.4 本章總結 215
第7章 顯卡驅動程序開發 216
7.1 顯卡驅動概述 216
7.1.1 Linux framebuffer 216
7.1.2 幀緩沖設備數據結構 220
7.2 典型實例——顯卡Framebuffer驅動實現 225
7.2.1 Framebuffer驅動框架程序 225
7.2.2 NVDIA顯卡設備驅動文件 231
7.3 本章總結 233
第8章 音效卡驅動程序開發 234
8.1 音效卡驅動概述 234
8.2 OSS音效卡驅動 234
8.3 ALSA音效卡驅動 235
8.4 典型實例——AC97音效卡驅動實現 237
8.4.1 AC97驅動分析 237
8.4.2 Realtek音效卡驅動配置 241
8.5 本章總結 243
第9章 USB驅動程序開發 244
9.1 USB設備驅動概述 244
9.2 USB驅動設備示例 245
9.2.1 Linux驅動程序概述 245
9.2.2 驅動程序分析 246
9.3 典型實例——單片機的主從通信實例 253
9.3.1 主從通信介紹 253
9.3.2 USB設備驅動程序 254
9.3.3 主機程序源代碼 260
9.4 本章總結 261
第10章 快閃記憶體Flash驅動程序開發 262
10.1 Flash快閃記憶體基礎 262
10.2 Flash MTD技術 264
10.3 典型實例1——NAND Flash驅動實例 265
10.3.1 NAND Flash驅動設備 265
10.3.2 NAND Flash驅動源代碼 266
10.4 典型實例2——NOR Flash驅動實例 270
10.4.1 晶元驅動與MTD原始設備 270
10.4.2 NOR Flash驅動分析 270
10.4.3 NOR Flash驅動源代碼 274
10.5 本章總結 276
第3篇 Linux系統開發實例
第11章 嵌入式系統開發的模式與流程 278
11.1 嵌入式系統的結構 278
11.1.1 嵌入式系統的硬體架構 278
11.1.2 嵌入式系統的軟體結構 278
11.2 嵌入式開發的模式及流程 279
11.2.1 嵌入式系統開發模式 279
11.2.2 嵌入式系統開發流程 280
11.3 本章總結 282
第12章 工業溫度監控設備開發實例 283
12.1 應用環境與硬體設計概要 283
12.1.1 嵌入式Linux在工業控制領域的應用 283
12.1.2 工控串列通信協議標准 286
12.2 相關開發技術——非同步串列通信介面 288
12.2.1 非同步串列通信標准 288
12.2.2 設置串口控制信號 290
12.2.3 讀入串口控制信號 291
12.2.4 文件Open()系統調用 292
12.3 實例——基於DS1820的實時溫度監控系統 292
12.3.1 系統基本結構 293
12.3.2 系統工作流程 296
12.3.3 系統模塊源代碼實現 298
12.4 本章總結 306
第13章 實時視頻採集系統開發實例 307
13.1 應用環境與硬體設計概要 307
13.2 相關開發技術 308
13.2.1 視頻圖像壓縮技術 308
13.2.2 視頻採集驅動 310
13.2.3 視頻驅動載入運行 313
13.3 實例——基於MV86S02實時視頻採集系統設計 313
13.3.1 系統基本結構 313
13.3.2 系統工作流程 316
13.3.3 系統模塊源代碼實現 319
13.3.4 視頻數據比較及分析 335
13.4 本章總結 336
第14章 指紋識別門禁系統開發實例 337
14.1 應用環境與硬體設計概要 338
14.2 相關開發技術 340
14.2.1 指紋識別原理 340
14.2.2 設備驅動編寫框架 344
14.2.3 指紋晶元驅動 346
14.3 實例——基於ARM Linux的指紋識別門禁系統 347
14.3.1 系統基本結構 347
14.3.2 系統工作流程 349
14.3.3 系統模塊源代碼實現 350
14.4 本章總結 360
第15章 基於RTL8019的乙太網應用系統開發實例 361
15.1 乙太網應用技術概述 361
15.2 相關開發技術 362
15.2.1 基於RTL8019的乙太網幀傳輸原理 362
15.2.2 RTL8019的初始化 363
15.2.3 RTL8019驅動程序的框架 364
15.2.4 數據結構和函數 365
15.2.5 RTL8109驅動程序的載入 368
15.3 實例——基於RTL8019的乙太網應用系統設計 368
15.3.1 系統基本結構 368
15.3.2 系統工作流程 371
15.3.3 系統模塊源代碼實現 372
15.3.4 系統調試 380
15.4 本章總結 381
第16章 無線網路數據傳輸系統開發實例 382
16.1 無線網路傳輸系統簡介 382
16.2 相關開發技術 383
16.2.1 無線網路接入技術 383
16.2.2 基於PCMCIA的無線網卡介面 385
16.2.3 PCMCIA驅動程序 386
16.3 實例——基於PCMCIA的
16.3 無線網路嵌入式前端系統設計 387
16.3.1 系統基本結構 387
16.3.2 系統工作流程 389
16.3.3 系統模塊源代碼實現 391
16.3.4 系統調試 398
16.4 本章總結 398
第17章 基於PDIUSBD12的數據傳輸系統實例 399
17.1 USB應用環境與硬體設計概要 400
17.2 相關開發技術——USB系統與匯流排驅動 401
17.2.1 USB系統組成 401
17.2.2 USB Host匯流排驅動 402
17.2.3 USB Device匯流排驅動 403
17.3 實例——基於PDIUSBD12的數據傳輸設計 406
17.3.1 系統基本結構 406
17.3.2 系統工作流程 412
17.3.3 系統模塊源代碼實現 412
17.4 本章總結 424
第18章 家庭安全監控系統設計實例 425
18.1 應用環境與硬體設計概要 425
18.1.1 系統功能和組成 425
18.1.2 系統模塊功能描述 426
18.2 系統硬體結構 430
18.2.1 Linux客戶端系統硬體結構 430
18.2.2 感測器系統硬體結構 433
18.3 系統軟體結構 435
18.3.1 Linux客戶端系統軟體結構 435
18.3.2 感測器系統軟體結構 438
18.4 Linux客戶端系統設計實現 440
18.4.1 系統數據結構設計 440
18.4.2 通信模塊設計說明 441
18.4.3 顯示模塊設計說明 442
18.4.4 用戶管理模塊設計說明 443
18.4.5 系統設置模塊設計說明 445
18.4.6 客戶端主要代碼與注釋 445
18.5 系統主要模塊設計實現 447
18.5.1 紅外監控模塊設計說明 447
18.5.2 報警模塊（warnning） 448
18.5.3 觸發監控模塊 449
18.5.4 管理模塊 450
18.5.5 主要代碼與注釋 453
18.6 本章總結 459
第19章 移動校園系統設計實例 460
19.1 應用環境與硬體設計概要 460
19.1.1 系統功能和組成 460
19.1.2 系統模塊功能和軟體圖 460
19.2 系統硬體結構 462
19.3 系統軟體結構 463
19.3.1 軟體整體結構 463
19.3.2 軟體模塊結構 464
19.3.3 介面設計 467
19.3.4 運行過程設計 468
19.3.5 系統數據結構設計 469
19.3.6 搭建開發環境 470
19.4 系統模塊程序代碼 472
19.4.1 主函數 472
19.4.2 Syllabus課表模塊 472
19.4.3 BBS論壇模塊 474
19.4.4 Map地圖模塊 476
19.4.5 Message系統消息模塊 478
19.5 本章總結 478