linux系统驱动开发
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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。
㈡ linux驱动开发1之什么是驱动
准确来说，驱动是针对于硬件设备的，比如：
一个键盘，插到电脑上，那么电脑是如何使用键盘的呢，它们两者之间是如何相互交互的呢。这个过程是需要驱动程序来实现的。
键盘插入电脑，引发一个中断，然后中断程序会检查设备，并将一个驱动程序与这个键盘设备进行绑定，当你按下一个按键，会触发键盘内的电子信号的传输（理解为电位1和0吧），并最终转换为数字信号（即0和1表示的），然后Linux系统中的驱动程序接收到了这个信号，根据这个信号来判断触发了哪个按键（这个中间，其实有很多工作，不过可以这样概括的理解），最终反馈到屏幕上。
看到了吗，驱动，就是一个可以和硬件通信（能够正确理解硬件发出的信号）的程序。
看到这，我想你应该明白了，你也可以为一个鼠标写一个驱动（前提是你了解这个鼠标的通信协议，即电位转换情况），然后你可以把鼠标左键点击的效果，更改成正常情况下，鼠标右键点击的效果。是不是挺有意思的。
另外，因为现在系统的日益成熟，现在Linux系统工作者很少有机会再写硬件驱动程序了，因为这些驱动，大多数硬件产商都会给做好了（因为Linux驱动接口封装的很好）。在移植到其它平台的时候，可能只需要简单的修改一下Linux的驱动，就可以用了。
（ps：望采纳）
㈢ 驱动开发必须使用开发板厂家提供的Linux源码吗
驱动开发环境
要进行linux驱动开发我们首先要有linux内核的源码树，并且这个linux内核的源码树要和开发板中的内核源码树要一直；
比如说我们开发板中用的是linux kernel内核版本为2.6.35.7，在我们ubuntu虚拟机上必须要有同样版本的源码树，
我们再编译好驱动的的时候，使用modinfo XXX命令会打印出一个版本号，这个版本号是与使用的源码树版本有关，如果开发板中源码树中版本与
modinfo的版本信息不一致使无法安装驱动的；
我们开发板必须设置好nfs挂载；这些在根文件系统一章有详细的介绍；
㈣ 如何系统的学习Linux驱动开发
在学习之前一直对驱动开发非常的陌生，感觉有点神秘。不知道驱动开发和普通的程序开发究竟有什么不同；它的基本框架又是什么样的；他的开发环境有什么特殊的地方；以及怎么写编写一个简单的字符设备驱动前编译加载，下面我就对这些问题一个一个的介绍。
一、驱动的基本框架
1．那么究竟什么是驱动程序，它有什么用呢:
l驱动是硬件设备与应用程序之间的一个中间软件层
l它使得某个特定硬件能够响应一个定义良好的内部编程接口，同时完全隐蔽了设备的工作细节
l用户通过一组与具体设备无关的标准化的调用来完成相应的操作
l驱动程序的任务就是把这些标准化的系统调用映射到具体设备对于实际硬件的特定操作上
l驱动程序是内核的一部分，可以使用中断、DMA等操作
l驱动程序在用户态和内核态之间传递数据
2．Linux驱动的基本框架
3．Linux下设备驱动程序的一般可以分为以下三类
1)字符设备
a)所有能够象字节流一样访问的设备都通过字符设备来实现
b)它们被映射为文件系统中的节点，通常在/dev/目录下面
c)一般要包含open read write close等系统调用的实现
2)块设备
d)通常是指诸如磁盘、内存、Flash等可以容纳文件系统的存储设备。
e)块设备也是通过文件系统来访问，与字符设备的区别是：内核管理数据的方式不同
f)它允许象字符设备一样以字节流的方式来访问，也可一次传递任意多的字节。
3)网络接口设备
g)通常它指的是硬件设备，但有时也可能是一个软件设备(如回环接口loopback)，它们由内核中网络子系统驱动，负责发送和接收数据包。
h)它们的数据传送往往不是面向流的，因此很难将它们映射到一个文件系统的节点上。
二、怎么搭建一个驱动的开发环境
因为驱动是要编译进内核,在启动内核时就会驱动此硬件设备；或者编译生成一个.o文件,当应用程序需要时再动态加载进内核空间运行。因此编译任何一个驱动程序都要链接到内核的源码树。所以搭建环境的第一步当然是建内核源码树
1.怎么建内核源码树
a)首先看你的系统有没有源码树，在你的/lib/ moles目录下会有内核信息，比如我当前的系统里有两个版本：
#ls /lib/ moles
2.6.15-rc72.6.21-1.3194.fc7
查看其源码位置:
## ll /lib/moles/2.6.15-rc7/build
lrwxrwxrwx 1 root root 27 2008-04-28 19:19 /lib/moles/2.6.15-rc7/build -> /root/xkli/linux-2.6.15-rc7
发现build是一个链接文件，其所对应的目录就是源码树的目录。但现在这里目标目录已经是无效的了。所以得自己重新下载
b)下载并编译源码树
有很多网站上可以下载，但官方网址是：
http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/
下载完后当然就是解压编译了
# tar –xzvf linux-2.6.16.54.tar.gz
#cd linux-2.6.16.54
## make menuconfig (配置内核各选项,如果没有配置就无法下一步编译，这里可以不要改任何东西)
#make
…
如果编译没有出错。那么恭喜你。你的开发环境已经搭建好了
三、了解驱动的基本知识
1.设备号
1)什么是设备号呢？我们进系统根据现有的设备来讲解就清楚了：
#ls -l /dev/
crwxrwxrwx 1 root root1,3 2009-05-11 16:36 null
crw------- 1 root root4,0 2009-05-11 16:35 systty
crw-rw-rw- 1 root tty5,0 2009-05-11 16:36 tty
crw-rw---- 1 root tty4,0 2009-05-11 16:35 tty0
在日期前面的两个数（如第一列就是1,3）就是表示的设备号，第一个是主设备号，第二个是从设备号
2)设备号有什么用呢？
l传统上,主编号标识设备相连的驱动.例如, /dev/null和/dev/zero都由驱动1来管理,而虚拟控制台和串口终端都由驱动4管理
l次编号被内核用来决定引用哪个设备.依据你的驱动是如何编写的自己区别
3)设备号结构类型以及申请方式
l在内核中, dev_t类型(在中定义)用来持有设备编号,对于2.6.0内核, dev_t是32位的量, 12位用作主编号, 20位用作次编号.
l能获得一个dev_t的主或者次编号方式：
MAJOR(dev_t dev); //主要
MINOR(dev_t dev);//次要
l但是如果你有主次编号,需要将其转换为一个dev_t,使用: MKDEV(int major, int minor);
4)怎么在程序中分配和释放设备号
在建立一个字符驱动时需要做的第一件事是获取一个或多个设备编号来使用.可以达到此功能的函数有两个：
l一个是你自己事先知道设备号的
register_chrdev_region,在中声明:
int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);
first是你要分配的起始设备编号. first的次编号部分常常是0,count是你请求的连续设备编号的总数. name是应当连接到这个编号范围的设备的名子;它会出现在/proc/devices和sysfs中.
l第二个是动态动态分配设备编号
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);
使用这个函数, dev是一个只输出的参数,它在函数成功完成时持有你的分配范围的第一个数. fisetminor应当是请求的第一个要用的次编号;它常常是0. count和name参数如同给request_chrdev_region的一样.
5)设备编号的释放使用
不管你是采用哪些方式分配的设备号。使用之后肯定是要释放的，其方式如下：
void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);
6)
2.驱动程序的二个最重要数据结构
1)file_operation
倒如字符设备scull的一般定义如下：
struct file_operations scull_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = scull_llseek,
.read = scull_read,
.write = scull_write,
.ioctl = scull_ioctl,
.open = scull_open,
.release = scull_release,
};
file_operation也称为设备驱动程序接口
定义在,是一个函数指针的集合.每个打开文件(内部用一个file结构来代表)与它自身的函数集合相关连(通过包含一个称为f_op的成员,它指向一个file_operations结构).这些操作大部分负责实现系统调用,因此,命名为open, read,等等
2)File
定义位于include/fs.h
struct file结构与驱动相关的成员
lmode_t f_mode标识文件的读写权限
lloff_t f_pos当前读写位置
lunsigned int_f_flag文件标志，主要进行阻塞/非阻塞型操作时检查
lstruct file_operation * f_op文件操作的结构指针
lvoid * private_data驱动程序一般将它指向已经分配的数据
lstruct dentry* f_dentry文件对应的目录项结构
3.字符设备注册
1)内核在内部使用类型struct cdev的结构来代表字符设备.在内核调用你的设备操作前,必须编写分配并注册一个或几个这些结构.有2种方法来分配和初始化一个这些结构.
l如果你想在运行时获得一个独立的cdev结构,可以这样使用:
struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();
my_cdev->ops = &my_fops;
l如果想将cdev结构嵌入一个你自己的设备特定的结构;你应当初始化你已经分配的结构,使用:
void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);
2)一旦cdev结构建立,最后的步骤是把它告诉内核,调用:
int cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);
说明：dev是cdev结构, num是这个设备响应的第一个设备号, count是应当关联到设备的设备号的数目.常常count是1,但是有多个设备号对应于一个特定的设备的情形.
3)为从系统去除一个字符设备,调用:
void cdev_del(struct cdev *dev);
4.open和release
㈤ linux驱动开发要有哪些基础
需要一定的努力才可以学好：
Linux设备驱动是linux内核的一部分，是用来屏蔽硬件细节，为上层提供标准接口的一种技术手段。为了能够编写出质量比较高的驱动程序，要求工程师必须具备以下几个方面的知识：
1、 熟悉处理器的性能
如：处理器的体系结构、汇编语言、工作模式、异常处理等。对于初学者来说，在还不熟悉驱动编写方法的情况下，可以先不把重心放在这一项上，因为可能因为它的枯燥、抽象而影响到你对设备驱动的兴趣。随着你不断地熟悉驱动的编写，你会很自然的意识到此项的重要性。
2、掌握驱动目标的硬件工作原理及通讯协议
如：串口控制器、显卡控制器、硬件编解码、存储卡控制器、I2C通讯、SPI通讯、USB通讯、SDIO通讯、I2S通讯、PCI通讯等。编写设备驱动的前提就是需要了解设备的操作方法，所以这些内容的重要程度不言而喻。但不是说要把所有设备的操作方法都熟悉了以后才可以写驱动，你只需要了解你要驱动的硬件就可以了。
一、掌握硬件的控制方法
如：中断、轮询、DMA 等，通常一个硬件控制器会有多种控制方法，你需要根据系统性能的需要合理的选择操作方法。初学阶段以实现功能为目的，掌握的顺序应该是，轮询->中断->DMA。随着学习的深入，需要综合考虑系统的性能需求，采取合适的方法。
二、良好的GNU C语言编程基础
如：C语言的指针、结构体、内存操作、链表、队列、栈、C和汇编混合编程等。这些编程语法是编写设备驱动的基础，无论对于初学者还是有经验者都非常重要。
三、 良好的linux操作系统概念
如：多进程、多线程、进程调度、进程抢占、进程上下文、虚拟内存、原子操作、阻塞、睡眠、同步等概念及它们之间的关系。这些概念及方法在设备驱动里的使用是linux设备驱动区别单片机编程的最大特点，只有理解了它们才会编写出高质量的驱动。
四、掌握linux内核中设备驱动的编写接口
如：字符设备的cdev、块设备的gendisk、网络设备的net_device，以及基于这些基本接口的framebuffer设备的fb_info、mtd设备的mtd_info、tty设备的tty_driver、usb设备的usb_driver、mmc设备的mmc_host等。
㈥ linux下pcie驱动开发，该看些什么资料
linux下pcie驱动开发大概可以分为4个阶段，水平从低到高：
从安装使用=>linux常用命令=>linux系统编程=>内核开发阅读内核源码
系统编程推荐《高级unix环境编程》；
还有《unix网络编程》；
内核开发阅读内核源码阶段，从写驱动入手逐渐深入linux内核开发
参考书如下：
1.《linux device drivers》
2.《linux kernel development》
3.《understading the linux kernel》
4.《linux源码情景分析》
然后还需要看资料理解elf文件格式，连接器和加载器，cmu的一本教材中文名为《深入理解计算机系统》比较好。