linux驱动模型
① linux驱动程序结构框架及工作原理分别是什么
一、Linux device driver 的概念x0dx0ax0dx0a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:x0dx0ax0dx0a1、对设备初始化和释放；x0dx0ax0dx0a2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据；x0dx0ax0dx0a3、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；x0dx0ax0dx0a4、检测和处理设备出现的错误。x0dx0ax0dx0a在Linux操作系统下有三类主要的设备文件类型，一是字符设备，二是块设备，三是网络设备。字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待。x0dx0ax0dx0a已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备?另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序。x0dx0ax0dx0a最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。x0dx0ax0dx0a二、实例剖析x0dx0ax0dx0a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。把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备驱动程序。x0dx0ax0dx0a由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道，对设备文件的操作方式不外乎就是一些系统调用，如 open，read，write，close?， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据结构：x0dx0ax0dx0aSTruct file_operatiONs {x0dx0ax0dx0aint (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);x0dx0ax0dx0aint (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);x0dx0ax0dx0aint (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);x0dx0ax0dx0aint (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);x0dx0ax0dx0aint (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);x0dx0ax0dx0aint (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);x0dx0ax0dx0aint (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);x0dx0ax0dx0aint (*open) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*release) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*fsync) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);x0dx0ax0dx0aint (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*revalidate) (dev_t dev);x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用。用户进程利用系统调用在对设备文件进行诸如read/write操作时，系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序，然后读取这个数据结构相应的函数指针，接着把控制权交给该函数。这是linux的设备驱动程序工作的基本原理。既然是这样，则编写设备驱动程序的主要工作就是编写子函数，并填充file_operations的各个域。x0dx0ax0dx0a下面就开始写子程序。x0dx0ax0dx0a#include
② linux驱动开发设备树和总线之间的关系
在 Linux 系统中，设备树（Device Tree）是一种数据结构，它用于描述硬件结构，帮助内核在启动时确定硬件设备的位置和如何使用它们。在设备树中，节点表示硬件设备，而边表示设备之间的关系。
总线（Bus）是用于在计算机系统中传输数据的通道。它通常是一组连接设备的线路，并允许设备之间交尘掘换数据。在 Linux 中，总线也在设备树中表示为节点，并且设备节点与总线节点之派培核间存在边。
因此，在 Linux 系统中，设备树用于描述硬件结构，其中包含设备和总线，以及它们之间的关系。在驱动程序开发中，开发人员通常使用设备树来确定特定设备的位置中颂和如何与其通信。
③ Linux和安卓具体是存在什么关系
Android一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统。Linux操作系统的内核，安卓则是基于Linux内核开发的操作系统，安卓在Linux的基础上提供了驱动以及用户编程接口。
操作系统管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
Android以Bionic 取代Glibc、以Skia 取代Cairo、再以opencore取代FFmpeg等等。Android 为了达到商业应用，必须移除被GNU GPL授权证所约束的部份，例如Android将驱动程序移到 Userspace，使得Linux driver 与 Linux kernel彻底分开。
Bionic/Libc/Kernel/ 并非标准的Kernel header files。Android 的 Kernel header 是利用工具由 Linux Kernel header 所产生的，这样做是为了保留常数、数据结构与宏。
(3)linux驱动模型扩展阅读
APK安卓应用的后缀，是AndroidPackage的缩写，即Android安装包(apk)。APK是类似Symbian Sis或Sisx的文件格式。通过将APK文件直接传到Android模拟器或Android手机中执行即可安装。
apk文件和sis一样，把android sdk编译的工程打包成一个安装程序文件，格式为apk。 APK文件其实是zip格式，但后缀名被修改为apk，通过UnZip解压后，可以看到Dex文件，Dex是Dalvik VM executes的全称，即Android Dalvik执行程序，并非Java ME的字节码而是Dalvik字节码。
Android在运行一个程序时首先需要UnZip，然后类似Symbian那样直接执行安装，和Windows Mobile中的PE文件有区别；
这样做对于程序的保密性和可靠性不是很高，通过dexmp命令可以反编译，但这样做符合发展规律，微软的 Windows Gadgets或者说WPF也采用了这种构架方式。
在Android平台中dalvik vm的执行文件被打包为apk格式，最终运行时加载器会解压然后获取编译后androidmanifest.xml文件中的permission分支相关的安全访问，但仍然存在很多安全限制，如果你将apk文件传到/system/app文件夹下会发现执行是不受限制的。
最终平时安装的文件可能不是这个文件夹，而在android rom中系统的apk文件默认会放入这个文件夹，它们拥有着root权限。
④ 如何使用linux的Documentation来写驱动
Linux I2C驱动是嵌入式Linux驱动开发人仔裂员经常需要编写的一种驱动，因为凡是系统中使用到的I2C设备，几乎都需要编写相应的I2C驱动去配置和控制它，例如 RTC实时时钟芯片、音视频采集芯片、音视频输出芯片、EEROM芯片、AD/DA转换芯片等等。
Linux I2C驱动涉及的知识点还是挺多的，主要分为Linux I2C的总线驱动（I2C BUS Driver）和设备驱动（I2C Clients Driver），本文主要关注如何快速地完成一个具体的I2C设备驱动（I2C Clients Driver）。关于Linux I2C驱动的整体架构、核心原理等可以在网上搜索其他相关文章学习。
本文主要参考了Linux内核源码目录下的 ./Documentation/i2c/writing-clients 文档。以手头的一款视频采集芯片TVP5158为驱动目标，编写Linux I2C设备驱动。
1. i2c_driver结构体对象
每一个I2C设备驱动，必须首先创造一个i2c_driver结构体对象，该结构体包含了I2C设备探测和注销的一些基本方法和信息，示例如下：
static struct i2c_driver tvp5158_i2c_driver = { .driver = { .name = "tvp5158_i2c_driver", }, .attach_adapter = &tvp5158_attach_adapter, .detach_client = &tvp5158_detach_client, .command = NULL, };
其中，name字段标识本驱动的名称（不要超过31个字符），attach_adapter和detach_client字段为函数指针，这两个函数在I2C设备注册的时候会自动调用，需要自己实现这两个函数，后面将详细讲述。
2. i2c_client 结构体对象
上面定义的i2c_driver对象，抽象为一个i2c的驱动模型，提供对i2C设备的探测和注销方法，而i2c_client结构体则是代表着一个具体的i2c设备，该结构体有一个data指针，可以指向任何私有的设备数据，在复杂点的驱动中可能会用到。示例如下：
struct tvp5158_obj{ struct i2c_client client; int users; // how many users using the driver }; struct tvp5158_obj* g_tvp5158_obj;
其中，users为示例，用户可以自郑戚裤己在tvp5158_obj这个结构体里面添加感兴趣的字段，但是i2c_client字段不可少。具体用法后面再详细讲。
3. 设备注册及探测功能
这一步很关键，按照标准的要求来写，则Linux系统会自动调用相关的代码去探测你的I2C设备，并且添加到系统的I2C设备列表中以供后面访问。
我们知道，每一个I2C设备芯片，都通过硬件连接设定好了该设备的I2C设备地址。因此，I2C设备的探测一般是靠设备地址来完成的。那么，首先要在驱动代码中声明你要探测的I2C设备地址列表，以及一个宏。示例如下：
static unsigned short normal_i2c[] = { 0xbc >> 1, 0xbe >> 1, I2C_CLIENT_END }; I2C_CLIENT_INSMOD;
normal_i2c 数组包含了你需要探测的I2C设备地址列表，并且必须以I2C_CLIENT_END作为结尾，注意，上述代码中的0xbc和0xbe是我在硬件上为我的tvp5158分配的地址，硬件上我支持通过跳线将喊简该地址设置为 0xbc 或者 0xbe，所以把这两个地址均写入到探测列表中，让系统进行探测。如果你的I2C设备的地址是固定的，那么，这里可以只写你自己的I2C设备地址，注意必须向右移位1。
宏 I2C_CLIENT_INSMOD 的作用网上有许多文章进行了详细的讲解，这里我就不详细描述了，记得加上就行，我们重点关注实现。
下一步就应该编写第1步中的两个回调函数，一个用于注册设备，一个用于注销设备。探测函数示例如下：
static int tvp5158_attach_adapter(struct i2c_adapter *adapter) { return i2c_probe(adapter, &addr_data, &tvp5158_detect_client); }
这个回调函数系统会自动调用，我们只需要按照上述代码形式写好就行，这里调用了系统的I2C设备探测函数，i2c_probe()，第三个参数为具体的设备探测回调函数，系统会在探测设备的时候调用这个函数，需要自己实现。示例如下：
static int tvp5158_detect_client(struct i2c_adapter *adapter,int address,int kind) { struct tvp5158_obj *pObj; int err = 0; printk(KERN_INFO "I2C: tvp5158_detect_client at address %x ...\n", address); if( g_tvp5158_obj != NULL ) { //already allocated,inc user count, and return the allocated handle g_tvp5158_obj->users++; return 0; } /* alloc obj */ pObj = kmalloc(sizeof(struct tvp5158_obj), GFP_KERNEL); if (pObj==0){ return -ENOMEM; } memset(pObj, 0, sizeof(struct tvp5158_obj)); pObj->client.addr = address; pObj->client.adapter = adapter; pObj->client.driver = &tvp5158_i2c_driver; pObj->client.flags = I2C_CLIENT_ALLOW_USE; pObj->users++; /* attach i2c client to sys i2c clients list */ if((err = i2c_attach_client(&pObj->client))){ printk( KERN_ERR "I2C: ERROR: i2c_attach_client fail! address=%x\n",address); return err; } // store the pObj g_tvp5158_obj = pObj; printk( KERN_ERR "I2C: i2c_attach_client ok! address=%x\n",address); return 0; }
到此为止，探测并且注册设备的代码已经完成，以后对该 I2C 设备的访问均可以通过 g_tvp5158_obj 这个全局的指针进行了。
⑤ 求教怎么学习linux内核驱动
1.首先要了解为什么要学习内核？下图已表明，如果要从事驱动开发或系统研究，就要学习内核。
2.内核的知识就像下面的绳结一样，一环扣一环，我们要解开它们，就必须要先找到线头也就是内核中的函数接口。初学阶段，我们一般不深入的研究内核代码，会使用内核的接口函数就不错了。
3.下面提供了如何学习这些内核函数的方法，就像解绳子一样
4.学习内核的四步法则，思维导图的设计尤为重要，这也是能否学习好内核的关键
5.语言基础也需要扎实，所以需要把C语言巩固巩固
⑥ linux内核设备模型的主要组成单元有哪些
Linux内核设备模型的主要组成单元包括以下几个：
设备驱动程序：设备驱动程序是用来控制硬件设备的软件程序。它们提供了一个统一的接口，使应用程序能够与硬件设备交互。在Linux内核设备模型中，设锋祥备驱动程序负责注册设备和处理设备事件。
设备节点：设备节点是在/dev目录下创建的特殊文件，用来表示系统中的各种设备。应用程序可以通过打开设备节点文件来访问设备。在Linux内核设备模型中，设备节点是通过设备驱动程序注册到内核的。
设备树：银码搏设备树是一种描述硬件设备的数据结构。它包含了设备的物理属性、连接方式和其他相关信息。在模漏Linux内核设备模型中，设备树是用来描述系统中的硬件设备和它们之间的连接关系的。
总线：总线是用来连接多个设备的物理组件。在Linux内核设备模型中，总线是一个虚拟的概念，用来描述设备之间的逻辑连接关系。
中断处理程序：中断处理程序是用来响应硬件设备产生的中断信号的软件程序。它们负责处理中断事件，并通知设备驱动程序。
这些组成单元共同构成了Linux内核设备模型，使得应用程序可以方便地访问硬件设备，并实现设备的控制和管理。
⑦ linux驱动和android有区别吗
大家都知道Android是基于Linux内核的操作系统，也曾经和Linux基金会因为内核问题产生过分歧，本文将开始对Android的内核进行剖析，主要介绍Android和Linux之间的关系，后续还会讲到Android系统在Linux系统之上扩展的部分功能和驱动。
虽然Android基于Linux内核，但是它与Linux之间还是有很大的差别，比如Android在Linux内核的基础上添加了自己所特有的驱动程序。下面我们就来分析一下它们之间究竟有什么关系?
android是否能称为一种新的操作系统呢？至少我自己认为不算是，它最多算作一个新的应用程序罢了。
一、Android为什么会选择Linux
成熟的操作系统有很多，但是Android为什么选择采用Linux内核呢?这就与Linux的一些特性有关了，比如：
1、强大的内存管理和进程管理方案
2、基于权限的安全模式
3、支持共享库
4、经过认证的驱动模型
5、Linux本身就是开源项目
更多关于上述特性的信息可以参考Linux 2.6版内核的官方文档，这便于我们在后面的学习中更好地理解Android所特有的功能特性。接下来分析Android与Linux的关系。
二、Android不是Linux
看到这个标题大家可能会有些迷惑，前面不是一直说Android是基于Linux内核的吗，怎么现在又不是Linux了?迷惑也是正常的，请先看下面几个要点，然后我们将对每一个要点进行分析，看完后你就会觉得Android不是Linux了。
因为它没有本地窗口系统，没有glibc的支持，而且并不包括一整套标准的Linux使用程序，同时增强了Linux以支持其特有的驱动。
1.它没有本地窗口系统
什么是本地窗口系统呢?本地窗口系统是指GNU/Linux上的X窗口系统，或者Mac OX X的Quartz等。不同的操作系统的窗口系统可能不一样，Android并没有使用(也不需要使用)Linux的X窗口系统，这是Android不是Linux的一个基本原因。
我很奇怪的是linux的Xwindow并不是其核心程序，你可以看到很多嵌入式linux根本不会用到这个图形界面系统，而手机上的android不使用Xwindow不是很正常吗？我们学习的时候用QT难道就不叫做linux系统了么？
2.它没有glibc支持
由于Android最初用于一些便携的移动设备上，所以，可能出于效率等方面的考虑，Android并没有采用glibc作为C库，而是Google自己开发了一套Bionic Libc来代替glibc。
库文件不同，好吧，因为移植显然是要修改库文件和头文件的吧，求指教
3.它并不包括一整套标准的Linux使用程序
Android并没有完全照搬Liunx系统的内核，除了修正部分Liunx的Bug之外，还增加了不少内容，比如：它基于ARM构架增加的Gold-Fish平台，以及yaffs2 FLASH文件系统等。
4.Android专有的驱动程序
除了上面这些不同点之外，Android还对Linux设备驱动进行了增强，主要如下所示。
1)Android Binder 基于OpenBinder框架的一个驱动，用于提供 Android平台的进程间通信(InterProcess Communication，IPC)功能。源代码位于drivers/staging/android/binder.c。
2)Android电源管理(PM) 一个基于标准Linux电源管理系统的轻量级Android电源管理驱动，针对嵌入式设备做了很多优化。源代码位于：
kernel/power/earlysuspend.c
kernel/power/consoleearlysuspend.c
kernel/power/fbearlysuspend.c
kernel/power/wakelock.c
kernel/power/userwakelock.c
如果给内核添加驱动也可以称之为不同的话？
3)低内存管理器(Low Memory Killer) 比Linux的标准的OOM(Out Of Memory)机制更加灵活，它可以根据需要杀死进程以释放需要的内存。源代码位于 drivers/staging/ android/lowmemorykiller.c。
4)匿名共享内存(Ashmem) 为进程间提供大块共享内存，同时为内核提供回收和管理这个内存的机制。源代码位于mm/ashmem.c。
5)Android PMEM(Physical) PMEM用于向用户空间提供连续的物理内存区域，DSP和某些设备只能工作在连续的物理内存上。源代码位于drivers/misc/pmem.c。
6)Android Logger 一个轻量级的日志设备，用于抓取Android系统的各种日志。源代码位于drivers/staging/android/logger.c。
7)Android Alarm 提供了一个定时器，用于把设备从睡眠状态唤醒，同时它还提供了一个即使在设备睡眠时也会运行的时钟基准。源代码位于drivers/rtc/alarm.c。
8)USB Gadget驱动 一个基于标准 Linux USB gadget驱动框架的设备驱动，Android的USB驱动是基于gaeget框架的。源代码位于drivers/usb/gadget/。
9)Android Ram Console 为了提供调试功能，Android允许将调试日志信息写入一个被称为RAM Console的设备里，它是一个基于RAM的Buffer。源代码位于drivers/staging/android / ram_console.c。
10)Android timed device 提供了对设备进行定时控制的功能，目前支持vibrator和LED设备。源代码位于drivers/staging/android /timed_output.c(timed_gpio.c)。
11)Yaffs2 文件系统 Android采用Yaffs2作为MTD nand flash文件系统，源代码位于fs/yaffs2/目录下。Yaffs2是一个快速稳定的应用于NAND和NOR Flash的跨平台的嵌入式设备文件系统，同其他Flash文件系统相比，Yaffs2能使用更小的内存来保存其运行状态，因此它占用内存小。Yaffs2的垃圾回收非常简单而且快速，因此能表现出更好的性能。Yaffs2在大容量的NAND Flash上的性能表现尤为突出，非常适合大容量的Flash存储。
⑧ linux属性att文件 sys怎么操作
Sys文件系统是一个类似于proc文件系统的特殊文件系统，用于将系统中的设备组织成层次结构，并向用户模式程序提供详细的内核数据结构信息。其实，就是 在用户态可以通过对sys文件系统的访问，来看内核态的一些驱动或者设备等。
去/sys看一看，
localhost:/sys#ls
/sys/ block/ bus/ class/ devices/ firmware/ kernel/ mole/ power/
Block目录：包含所有的块设备，进入到block目录下，会发现下面全是link文件，link到sys/device/目录下的一些设备。
Devices目录：包含系统所有的设备，并根据设备挂接的总线类型组织成层次结构
Bus目录：包含系统中所有的总线类型
Drivers目录：包括内核中所有已注册的设备驱动程序
Class目录：系统中的设备类型（如网卡设备，声卡设备等）。去class目录中看
一下，随便进到一个文件夹下，会发现该文件夹下的文件其实是连接文件，link到/sys/device/.../../...下的一个设备文件。
可以说明，其实class目录并不会新建什么设备，只是将已经注册的设备，在class目录下重新归类，放在一起。
1，在sys下，表示一个目录使用的结构体是 Kobject，但是在linux的内核中，有硬件的设备 和 软件的驱动，在sys下都需要用一个目录来表示。 单纯的一个Kobject结构无法表示完全，增加了容器，来封装Kobject。 即下面要将的：device和drive_device结构。
2，
最底层驱动目录的上一层目录，从sys角度上来说，他依然是个目录，所以他也有Kobjec这个变量。但是从他的意义上讲，他将
一些有公共特性Kobjec 的
device/driver_device结构组织到了一起，所以除了有Kobject这个变量外，他又添加了一些变量，组成了Kset这个结构来表示这
一级的目录。但是仅仅是用Kset来表示了这一级的目录，和1，一样，仅仅表示一个目录是不够的，在linux内核中，需要他在软件上有个映射。所以，也
将Kset进行了封装，形成了
bus_type这个结构。
3， kobject在Kset的目录下，那么 device/device_driver 就在 bus_type结构下。所以，linux驱动模型中，驱动和设备都是挂在总线下面的。
4， 如上所述，Kset的意义：表示一个目录（由结构体下的Kobject来完成），并且这个目录下的所有目录有共同的特性（所以说，Kset表示的目录下，不一定非要是Kobject街头的，也可以是Kset结构的。即：Kset嵌套Kset）。所以使用Kset来代替了以前的 subsystem结构。