Linux驱动程序开发实例
1. 如何编写驱动程序
代码：
#include<linux/mole.h>
#include<linux/kernel.h>
#include<asm/io.h>
#include<linux/miscdevice.h>
#include<linux/fs.h>
#include<asm/uaccess.h>
//流水灯代码
#define GPM4CON 0x110002e0
#define GPM4DAT 0x110002e4
static unsigned long*ledcon=NULL;
static unsigned long*leddat=NULL;
//自定义write文件操作(不自定义的话，内核有默认的一套文件操作函数)
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);
//底层驱动只定义基本操作动作，不定义功能
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;
}
//文件操作结构体初始化
static struct file_operations g_tfops={
.owner=THIS_MODULE,
.write=test_write,
};
//杂设备信息结构体初始化
static struct miscdevice g_tmisc={
.minor=MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name="test_led",
.fops=&g_tfops,
};
//驱动入口函数杂设备初始化
static int __init test_misc_init(void)
{
//IO地址空间映射到内核的虚拟地址空间
ledcon=ioremap(GPM4CON,4);
leddat=ioremap(GPM4DAT,4);
//初始化led
*ledcon&=0xffff0000;
*ledcon|=0x00001111;
*leddat|=0x0f;
//杂设备注册函数
misc_register(&g_tmisc);
return 0;
}
//驱动出口函数
static void __exit test_misc_exit(void)
{
//释放地址映射
iounmap(ledcon);
iounmap(leddat);
}
//指定模块的出入口函数
mole_init(test_misc_init);
mole_exit(test_misc_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
(1)Linux驱动程序开发实例扩展阅读：
include用法：
#include命令预处理命令的一种，预处理命令可以将别的源代码内容插入到所指定的位置；可以标识出只有在特定条件下才会被编译的某一段程序代码；可以定义类似标识符功能的宏，在编译时，预处理器会用别的文本取代该宏。
插入头文件的内容
#include命令告诉预处理器将指定头文件的内容插入到预处理器命令的相应位置。有两种方式可以指定插入头文件：
1、#include<文件名>
2、#include"文件名"
如果需要包含标准库头文件或者实现版本所提供的头文件，应该使用第一种格式。如下例所示：
#include<math.h>//一些数学函数的原型，以及相关的类型和宏
如果需要包含针对程序所开发的源文件，则应该使用第二种格式。
采用#include命令所插入的文件，通常文件扩展名是.h，文件包括函数原型、宏定义和类型定义。只要使用#include命令，这些定义就可被任何源文件使用。如下例所示：
#include"myproject.h"//用在当前项目中的函数原型、类型定义和宏
你可以在#include命令中使用宏。如果使用宏，该宏的取代结果必须确保生成正确的#include命令。例1展示了这样的#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
当上述程序代码进入预处理时，如果_DEBUG_宏已被定义，那么预处理器会插入myProject_dbg.h的内容；如果还没定义，则插入myProject.h的内容。
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简介：Linux设备驱动开发详解介绍了Linux设备驱动开发理论、框架与实例，详细说明了自旋锁、信号量、完成量、中断顶/底半部、定时器、内存和I/O映射以及异步通知、阻塞I/O、非阻塞I/O等Linux设备驱动理论,以及字符设备、块设备、tty设备、I2c设备、LCD设备、音频设备、USB设备、网络设备、PCI设备等Linux设备驱动架构中各个复杂数据结构和函数的关系，并讲解了Linux驱动开发的大量实例，使读者能够独立开发各类Linux设备驱动。
3. 嵌入式Linux应用层开发有哪些实例
一：C语言 嵌入式Linux工程师的学习需要具备一定的C语言基础，C语言是嵌入式领域最重要也是最主要的编程语言，通过大量编程实例重点理解C语言的基础编程以及高级编程知识。包括：基本数据类型、数组、指针、结构体、链表、文件操作、队列、栈等。
二：Linux基础 Linux操作系统的概念、安装方法，详细了解Linux下的目录结构、基本命令、编辑器VI ,编译器GCC，调试器GDB和 Make 项目管理工具, Shell Makefile脚本编写等知识，嵌入式开发环境的搭建。
三：Linux系统编程 重点学习标准I/O库，Linux多任务编程中的多进程和多线程，以及进程间通信(pipe、FIFO、消息队列、共享内存、signal、信号量等)，同步与互斥对共享资源访问控制等重要知识，主要提升对Linux应用开发的理解和代码调试的能力。
四：Linux网络编程 计算机网络在嵌入式Linux系统应用开发过程中使用非常广泛，通过Linux网络发展、TCP/IP协议、socket编程、TCP网络编程、UDP网络编程、Web编程开发等方面入手，全面了解Linux网络应用程序开发。重点学习网络编程相关API，熟练掌握TCP协议服务器的编程方法和并发服务器的实现，了解HTTP协议及其实现方法，熟悉UDP广播、多播的原理及编程方法，掌握混合C/S架构网络通信系统的设计，熟悉HTML,Javascript等Web编程技术及实现方法。
五：数据结构与算法 数据结构及算法在嵌入式底层驱动、通信协议、及各种引擎开发中会得到大量应用，对其掌握的好坏直接影响程序的效率、简洁及健壮性。此阶段的学习要重点理解数据结构与算法的基础内容，包括顺序表、链表、队列、栈、树、图、哈希表、各种查找排序算法等应用及其C语言实现过程。
六：C++ 、QT C++是Linux应用开发主要语言之一，本阶段重点掌握面向对象编程的基本思想以及C++的重要内容。图形界面编程是嵌入式开发中非常重要的一个环节。由于QT具有跨平台、面向对象、丰富API、支持2D/3D渲染、支持XML、多国语等强大功能，在嵌入式领域的GUI开发中得到了广范的应用，在本阶段通过基于QT图形库的学习使学员可以熟练编写GUI程序，并移植QT应用程序到Cortex-A8平台。包括IDE使用、QT部件及布局管理器、信息与槽机制的应用、鼠标、键盘及绘图事件处理及文件处理的应用。
七：Cortex A8 、Linux 平台开发 通过基于ARM Cortex-A8处理s5pv210了解芯片手册的基本阅读技巧，掌握s5pv210系统资源、时钟控制器、电源管理、异常中断控制器、nand flash控制器等模块，为底层平台搭建做好准备。Linux平台包括内核裁减、内核移植、交叉编译、GNU工具使用、内核调试、Bootloader介绍、制作与原理分析、根文件系统制作以及向内核中添加自己的模块，并在s5pv210实验平台上运行自己制作的Linux系统,集成部署Linux系统整个流程。同时了解Android操作系统开发流程。Android系统是基于Linux平台的开源操作系统，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件，目前它的应用不再局限于移动终端，还包括数据电视、机顶盒、PDA等消费类电子产品。
八：驱动开发 驱动程序设计是嵌入式Linux开发工作中重要的一部分，也是比较困难的一部分。本阶段的学习要熟悉Linux的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口，掌握系统对设备的并发操作。熟悉所开发硬件的工作原理，具备ARM硬件接口的基础知识，熟悉ARM Cortex-A8处理器s5pv210各资源、掌握Linux设备驱动原理框架，熟悉工程中常见Linux高级字符设备、块设备、网络设备、USB设备等驱动开发，在工作中能独立胜任底层驱动开发。
以上就是列出的关于一名合格嵌入式Linux开发工程师所必学的理论知识，其实，作为一个嵌入式开发人员，专业知识和项目经验同样重要，所以在我们的理论学习中也要有一定的项目实践，锻炼自己的项目开发能力。
4. 怎样编写Linux设备驱动程序
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Linux fans共享
一、Linux device driver 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。
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作原理。
5. 嵌入式Linux驱动程序和系统开发实例精讲的图书目录
第1篇 Linux基础知识
第1章 嵌入式基础入门 2
1.1 嵌入式操作系统简介 2
1.1.1 嵌入式系统的基本概念 2
1.1.2 嵌入式系统的内核介绍 3
1.1.3 嵌入式系统的应用领域 4
1.2 Linux操作系统概述 5
1.2.1 嵌入式Linux发展现状 5
1.2.2 Linux相关的常用术语 6
1.3 Linux操作系统的移植 8
1.3.1 BootLoader技术详解 8
1.3.2 Linux内核基本结构 17
1.3.3 移植Linux操作系统 28
1.4 本章总结 32
第 2章 Linux系统开发环境平台 33
2.1 进程/线程管理 33
2.1.1 进程/线程的概念 33
2.1.2 进程基本操作 37
2.1.3 进程通信与同步 49
2.1.4 线程基本操作 57
2.1.5 简单的多线程编程 59
2.2 文件系统结构和类型 62
2.2.1 FAT文件系统 62
2.2.2 RAMFS内核文件系统 66
2.2.3 JFFS与YAFFS文件系统 68
2.2.4 EXT2/EXT3文件系统 71
2.2.5 /proc文件系统 74
2.2.6 Linux文件操作函数 75
2.3 存储管理 79
2.3.1 MTD内存管理 79
2.3.2 Linux内存管理 83
2.4 设备管理 84
2.4.1 概述 84
2.4.2 字符设备与块设备 84
2.4.3 主设备号和次设备号 87
2.5 本章总结 88
第3章 嵌入式Linux程序设计基础 89
3.1 建立嵌入式Linux交叉编译环境 89
3.1.1 编译环境概述 89
3.1.2 建立交叉编译环境流程 92
3.2 工程管理器make 97
3.2.1 make概述 97
3.2.2 Makfile文件书写规则 101
3.3 Linux C/C++程序设计 104
3.3.1 C/C++程序结构 104
3.3.2 C/C++数据类型 107
3.3.3 表达式/语句、函数 108
3.3.4 C/C++设计注意事项 111
3.4 Linux汇编程序设计 117
3.4.1 Linux汇编语法格式 118
3.4.2 汇编程序实例 119
3.5 Linux Shell语言编程 120
3.5.1 Shell环境变量及配置文件 121
3.5.2 Shell编程实例 123
3.6 Linux Perl语言编程 124
3.6.1 Perl基本程序 124
3.6.2 Perl变量 125
3.6.3 文件句柄和文件操作 128
3.6.4 循环结构 129
3.6.5 条件结构 130
3.7 本章总结 131
第4章 Linux常用开发工具 132
4.1 GCC编译器 132
4.1.1 GCC版本信息 132
4.1.2 GCC目录结构 132
4.1.3 GCC执行过程 133
4.1.4 GCC的基本用法和选项 134
4.1.5 g++ 134
4.2 gdb调试器 135
4.2.1 基本用法和选项 135
4.2.2 gdb常用命令 135
4.3 Linux汇编工具 136
4.3.1 汇编器 136
4.3.2 链接器 136
4.3.3 调试器 137
4.3.4 系统调用 137
4.3.5 命令行参数 137
4.3.6 GCC内联汇编 138
4.4 Linux调试工具 139
4.4.1 JTAG调试工具 139
4.4.2 kgdb内核调试环境 144
4.5 Linux图形开发工具 149
4.5.1 GUI图形界面开发 149
4.5.2 GTK图形开发工具 157
4.5.3 QT图形开发工具 161
4.6 本章总结 167
第2篇 Linux驱动程序开发与实例
第5章 Linux设备驱动基础 170
5.1 驱动程序基本概念 170
5.1.1 驱动程序与应用程序的区别 170
5.1.2 内核版本与编译器的版本依赖 171
5.2 设备驱动模块概述 171
5.2.1 模块的基本概念 171
5.2.2 模块的初始化和退出 172
5.2.3 Linux内核模块加载 174
5.3 Linux设备驱动结构分析 176
5.3.1 内核和用户接口 176
5.3.2 inode节点 177
5.3.3 File结构 178
5.4 常用接口函数介绍 181
5.5 驱动程序的调试 187
5.6 本章总结 189
第6章 网卡驱动程序开发 190
6.1 网卡概述 190
6.2 RTL8193网卡驱动 190
6.2.1 网卡驱动的初始化 191
6.2.2 网卡数据收发 197
6.3 典型实例——Ralink无线网卡驱动开发 198
6.3.1 Ralink无线网卡 198
6.3.2 802.11无线通信协议的选用 199
6.3.3 设备驱动关键数据结构 200
6.3.4 rt2500无线网卡驱动分析 202
6.3.5 rt2500程序源代码 207
6.4 本章总结 215
第7章 显卡驱动程序开发 216
7.1 显卡驱动概述 216
7.1.1 Linux framebuffer 216
7.1.2 帧缓冲设备数据结构 220
7.2 典型实例——显卡Framebuffer驱动实现 225
7.2.1 Framebuffer驱动框架程序 225
7.2.2 NVDIA显卡设备驱动文件 231
7.3 本章总结 233
第8章 声卡驱动程序开发 234
8.1 声卡驱动概述 234
8.2 OSS声卡驱动 234
8.3 ALSA声卡驱动 235
8.4 典型实例——AC97声卡驱动实现 237
8.4.1 AC97驱动分析 237
8.4.2 Realtek声卡驱动配置 241
8.5 本章总结 243
第9章 USB驱动程序开发 244
9.1 USB设备驱动概述 244
9.2 USB驱动设备示例 245
9.2.1 Linux驱动程序概述 245
9.2.2 驱动程序分析 246
9.3 典型实例——单片机的主从通信实例 253
9.3.1 主从通信介绍 253
9.3.2 USB设备驱动程序 254
9.3.3 主机程序源代码 260
9.4 本章总结 261
第10章 闪存Flash驱动程序开发 262
10.1 Flash闪存基础 262
10.2 Flash MTD技术 264
10.3 典型实例1——NAND Flash驱动实例 265
10.3.1 NAND Flash驱动设备 265
10.3.2 NAND Flash驱动源代码 266
10.4 典型实例2——NOR Flash驱动实例 270
10.4.1 芯片驱动与MTD原始设备 270
10.4.2 NOR Flash驱动分析 270
10.4.3 NOR Flash驱动源代码 274
10.5 本章总结 276
第3篇 Linux系统开发实例
第11章 嵌入式系统开发的模式与流程 278
11.1 嵌入式系统的结构 278
11.1.1 嵌入式系统的硬件架构 278
11.1.2 嵌入式系统的软件结构 278
11.2 嵌入式开发的模式及流程 279
11.2.1 嵌入式系统开发模式 279
11.2.2 嵌入式系统开发流程 280
11.3 本章总结 282
第12章 工业温度监控设备开发实例 283
12.1 应用环境与硬件设计概要 283
12.1.1 嵌入式Linux在工业控制领域的应用 283
12.1.2 工控串行通信协议标准 286
12.2 相关开发技术——异步串行通信接口 288
12.2.1 异步串行通信标准 288
12.2.2 设置串口控制信号 290
12.2.3 读入串口控制信号 291
12.2.4 文件Open()系统调用 292
12.3 实例——基于DS1820的实时温度监控系统 292
12.3.1 系统基本结构 293
12.3.2 系统工作流程 296
12.3.3 系统模块源代码实现 298
12.4 本章总结 306
第13章 实时视频采集系统开发实例 307
13.1 应用环境与硬件设计概要 307
13.2 相关开发技术 308
13.2.1 视频图像压缩技术 308
13.2.2 视频采集驱动 310
13.2.3 视频驱动加载运行 313
13.3 实例——基于MV86S02实时视频采集系统设计 313
13.3.1 系统基本结构 313
13.3.2 系统工作流程 316
13.3.3 系统模块源代码实现 319
13.3.4 视频数据比较及分析 335
13.4 本章总结 336
第14章 指纹识别门禁系统开发实例 337
14.1 应用环境与硬件设计概要 338
14.2 相关开发技术 340
14.2.1 指纹识别原理 340
14.2.2 设备驱动编写框架 344
14.2.3 指纹芯片驱动 346
14.3 实例——基于ARM Linux的指纹识别门禁系统 347
14.3.1 系统基本结构 347
14.3.2 系统工作流程 349
14.3.3 系统模块源代码实现 350
14.4 本章总结 360
第15章 基于RTL8019的以太网应用系统开发实例 361
15.1 以太网应用技术概述 361
15.2 相关开发技术 362
15.2.1 基于RTL8019的以太网帧传输原理 362
15.2.2 RTL8019的初始化 363
15.2.3 RTL8019驱动程序的框架 364
15.2.4 数据结构和函数 365
15.2.5 RTL8109驱动程序的加载 368
15.3 实例——基于RTL8019的以太网应用系统设计 368
15.3.1 系统基本结构 368
15.3.2 系统工作流程 371
15.3.3 系统模块源代码实现 372
15.3.4 系统调试 380
15.4 本章总结 381
第16章 无线网络数据传输系统开发实例 382
16.1 无线网络传输系统简介 382
16.2 相关开发技术 383
16.2.1 无线网络接入技术 383
16.2.2 基于PCMCIA的无线网卡接口 385
16.2.3 PCMCIA驱动程序 386
16.3 实例——基于PCMCIA的
16.3 无线网络嵌入式前端系统设计 387
16.3.1 系统基本结构 387
16.3.2 系统工作流程 389
16.3.3 系统模块源代码实现 391
16.3.4 系统调试 398
16.4 本章总结 398
第17章 基于PDIUSBD12的数据传输系统实例 399
17.1 USB应用环境与硬件设计概要 400
17.2 相关开发技术——USB系统与总线驱动 401
17.2.1 USB系统组成 401
17.2.2 USB Host总线驱动 402
17.2.3 USB Device总线驱动 403
17.3 实例——基于PDIUSBD12的数据传输设计 406
17.3.1 系统基本结构 406
17.3.2 系统工作流程 412
17.3.3 系统模块源代码实现 412
17.4 本章总结 424
第18章 家庭安全监控系统设计实例 425
18.1 应用环境与硬件设计概要 425
18.1.1 系统功能和组成 425
18.1.2 系统模块功能描述 426
18.2 系统硬件结构 430
18.2.1 Linux客户端系统硬件结构 430
18.2.2 传感器系统硬件结构 433
18.3 系统软件结构 435
18.3.1 Linux客户端系统软件结构 435
18.3.2 传感器系统软件结构 438
18.4 Linux客户端系统设计实现 440
18.4.1 系统数据结构设计 440
18.4.2 通信模块设计说明 441
18.4.3 显示模块设计说明 442
18.4.4 用户管理模块设计说明 443
18.4.5 系统设置模块设计说明 445
18.4.6 客户端主要代码与注释 445
18.5 系统主要模块设计实现 447
18.5.1 红外监控模块设计说明 447
18.5.2 报警模块（warnning） 448
18.5.3 触发监控模块 449
18.5.4 管理模块 450
18.5.5 主要代码与注释 453
18.6 本章总结 459
第19章 移动校园系统设计实例 460
19.1 应用环境与硬件设计概要 460
19.1.1 系统功能和组成 460
19.1.2 系统模块功能和软件图 460
19.2 系统硬件结构 462
19.3 系统软件结构 463
19.3.1 软件整体结构 463
19.3.2 软件模块结构 464
19.3.3 接口设计 467
19.3.4 运行过程设计 468
19.3.5 系统数据结构设计 469
19.3.6 搭建开发环境 470
19.4 系统模块程序代码 472
19.4.1 主函数 472
19.4.2 Syllabus课表模块 472
19.4.3 BBS论坛模块 474
19.4.4 Map地图模块 476
19.4.5 Message系统消息模块 478
19.5 本章总结 478