Linux下的设备驱动程序的编写

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自己要做驱动程序方面的东西,在看过一些书籍之后,整理思路总结一下驱动程序的编写。只是停留在理论的阶段,适合初学者。 一:驱动程序的框架 1. 1按接口划分: u 驱动程序与操作系统内核的接口。主要通过file_operations数据结构完成。 u 驱动程序与系统引导的接口。这部分利用驱动程序对设备进行初始化。 u 驱动程序与设备的接口。这部分描述驱动和硬件的交互。 1. 2按功能划分 u 驱动程序的注册与注销; u 设备的打开和释放; u 设备的读写操作; u 设备的控制操作; u 设备的中断和轮询处理。 二:各个功能模块的实现 注:以字符设备为例进行说明,块设备稍有不同。 2. 1驱动程序的注册与注销 注册和注销设备所进行的操作刚好相反。以注册设备为例,说明要实现的功能。 注册设备要实现:1:内核的其它部分可以看到这个设备;2:要申请使设备运行所必需要的资源(这一部分有时候也会放在打开设备中进行实现) 要让内核的其它部分看到,要通过register_chrdev(unsigned int major, const char name, struct file_operations *fops);向系统中的chrdevs[ ]数组中添加一项,以major为索引,数据项由设备的名字,和对设备的操作指针构成。如果给出major为0,则系统会为设备分配一个主设备号。 申请资源,比如内存、中断号等,内核都有一些给定的函数。 Request_irq( ) kmalloc( ) 等 注意的是:在这里申请的资源在注销设备的时候要释放,因为驱动程序是内核的一部分,内核的资源是比较短缺的。 注销设备是个反过程,释放资源,撤销映射,总之就是使内核恢复到没有安装过这个设备的状态。 2.2设备的打开和释放 打开设备由open()来完成,主要完成如下的工作: 增加设备的使用计数; 检查设备的相关错误; 如果是第一次打开,则初始化这个设备; 识别次设备号,如果有必要更新f_op指针; 如果需要,分配并设置要放在filp-〉private_data里的数据结构。 释放设备一般包括以下几件事情: 释放在filp-〉private_data中open所分配的内存; 如果最后一个释放,则关闭这个设备; 减少设备的使用计数。 2.3设备的读写 设备的读写一般都要经历用户 内核 设备这个步骤,数据从用户空间拷贝岛内核空间,在从内核空间到设备空间,反过程类似。 2.4设备的控制 主要是控制设备的状态寄存器,来改变设备的状态。 2.5设备的轮询和中断处理 编写相应的轮询处理程序或者中断处理程序。

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