Linux的驱动开发分析
linux驱动开发（一）
linux驱动开发（⼀）1：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；2：开发驱动常⽤的⼏个命令lsmod ：list moduel 把我们机器上所有的驱动打印出来，insmod：安装驱动rmmod：删除驱动modinfo：打印驱动信息3：写linux驱动⽂件和裸机程序有很⼤的不同，虽然都是操作硬件设备，但是由于写裸机程序的时候是我们直接写代码操作硬件设备，这只有⼀个层次；⽽我们写驱动程序⾸先要让linux内核通过⼀定的接⼝对接，并且要在linux内核注册，应⽤程序还要通过内核跟应⽤程序的接⼝相关api来对接；4：驱动的编译模式是固定的，以后编译驱动的就是就按照这个模式来套即可，下⾯我们来分下⼀下驱动的编译规则：#ubuntu的内核源码树，如果要编译在ubuntu中安装的模块就打开这2个#KERN_VER = $(shell uname -r)#KERN_DIR = /lib/modules/$(KERN_VER)/build# 开发板的linux内核的源码树⽬录KERN_DIR = /root/driver/kernelobj-m += module_test.oall:make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modulescp:cp *.ko /root/porting_x210/rootfs/rootfs/driver_test.PHONY: cleanclean:make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules cleanmake -C $(KERN_DIR) M=`PWD` modules这句话代码的作⽤就是到 KERN_DIR这个⽂件夹中 make modules把当前⽬录赋值给M，M作为参数传到主⽬录的Makefile中，实际上是主⽬录的makefile中有⽬标modules，下⾯有⼀定的规则来编译驱动；#KERN_VER = $(shell uname -r)#KERN_DIR = /lib/modules/$(KERN_VER)/build我们在ubuntu中编译内核的时候⽤这两句代码，因为在ubuntu中为我们保留了⼀份linux内核的源码树，我们编译的时候直接调⽤那个源码树的主Makefile以及⼀些头⽂件、内核函数等；了解规则以后，我们设置好KERN_DIR、obj-m这两个变量以后直接make就可以了；经过编译会得到下⾯⼀些⽂件：下⾯我们可以使⽤lsmod命令来看⼀下我们ubuntu机器现有的⼀些驱动可以看到有很多的驱动，下⾯我们使⽤insmod XXX命令来安装驱动，在使⽤lsmod命令看⼀下实验现象可以看到我们刚才安装的驱动放在了第⼀个位置；使⽤modinfo来打印⼀下驱动信息modinfo xxx.ko这⾥注意vermagic 这个的1.8.0-41是你⽤的linux内核源码树的版本号，只有这个编译的版本号与运⾏的linux内核版本⼀致的时候，驱动程序才会被安装注意license：GPL linux内核开元项⽬的许可证⼀般都是GPL这⾥尽量设置为GPL，否则有些情况下会出现错误；下⾯使⽤rmmod xxx删除驱动；-------------------------------------------------------------------------------------5：下⾯我们分析⼀下驱动。
Linux下PCI设备驱动开发详解
一、设备驱动程序概述自Linux在中国发展以来，得到了许多公司的青睐。
在国内的玩家也越来越多了，但目前还是停留在玩的水平上，很少有玩家对Linux的系统进行研究。
因为它的开放，我们可以随时拿来“把玩”。
这也是Linux一个无可比拟的优势，这样我们可以修改后再加入到里面。
但很少有专门的书籍讲到Linux驱动程序的开发，像上海这样的大城市也很少有讲Linux驱动开发的资料，唉，谁让这个是人家的东西呢，我们还是得跟着人家跑。
我现在讲的这些驱动开发的细节，并不特定哪个版本的内核，这只是大体的思路与步骤。
因为大家都知道Linux 2.6.x 与Linux 2.4.x是有不少改动的。
所以，具体的大家可以去参考Linux Device Driver 2.4 和Linux Device Driver 2.6这几本书。
这是我们学习开发驱动必不可少的东西。
好了，下面就开始学习吧。
根据设备的行为，我们可以把设备分为字符设备和块设备，还有网络设备。
字符设备是以字节为单位进行顺序读写，数据缓冲系统对它们的访问不提供缓存。
而块设备则是允许随机访问与读写，每次读写的数据量都是数据块长度的整数倍，并且访问还会经过缓冲区缓存系统才能实现。
与Unix版本不同的是：Linux的内核允许不是数据块长度整数倍的数据量被读取，用官方的语言就是：但这种不同只是纯粹学术方面的东西。
大多数设备驱动程序都要通过文件系统来进行访问的，但网络设备是不同的。
/dev子目录里都是关于设备的特殊文件，但看起来它们与普通的目录没有什么两样。
如下：$ ls -l /dev...brw-rw--- 1 root disk 22, 1 May 5 1998 hdc1crw-rw--- 1 root daemon 6 0 May 5 1998 lp0与普通文件有所不同是开头的“C” 和“B”，即char 和block的意思，即字符设备和块设备。
再后面的“22,1” 和“6,0”即设备的主设备号和次设备号，主设备号表明它是哪一种设备，这与你在Windows里添加硬件时看到的那些是一个意思。
基于rk3568的linux驱动开发——gpio知识点
基于rk3568的linux驱动开发——gpio知识点基于rk3568的Linux驱动开发——GPIO知识点一、引言GPIO（General Purpose Input/Output）通用输入/输出，是现代计算机系统中的一种常用接口，它可以根据需要配置为输入或输出。
通过GPIO 接口，我们可以与各种外设进行通信，如LED灯、按键、传感器等。
在基于Linux系统的嵌入式设备上开发驱动程序时，熟悉GPIO的使用是非常重要的一环。
本文将以RK3568芯片为例，详细介绍GPIO的相关知识点和在Linux驱动开发中的应用。
二、GPIO概述GPIO是系统中的一个基本的硬件资源，它可以通过软件的方式对其进行配置和控制。
在嵌入式设备中，通常将一部分GPIO引脚连接到外部可编程电路，以实现与外部设备的交互。
在Linux中，GPIO是以字符设备的形式存在，对应的设备驱动为"gpiolib"。
三、GPIO的驱动开发流程1. 导入头文件在驱动程序中，首先需要导入与GPIO相关的头文件。
对于基于RK3568芯片的开发，需要导入头文件"gpiolib.h"。
2. 分配GPIO资源在驱动程序中，需要使用到GPIO资源，如GPIO所在的GPIO Bank和GPIO Index等。
在RK3568芯片中，GPIO资源的分配是通过设备树（Device Tree）来进行的。
在设备树文件中，可以定义GPIO Bank和GPIO Index等信息，以及对应的GPIO方向（输入或输出）、电平（高电平或低电平）等属性。
在驱动程序中，可以通过设备树接口（Device Tree API）来获取这些GPIO资源。
3. GPIO的配置与控制在驱动程序中，首先要进行GPIO的初始化与配置。
可以通过函数"gpiod_get()"来打开指定的GPIO，并判断其是否有效。
如果成功打开GPIO，则可以使用函数"gpiod_direction_output()"或"gpiod_direction_input()"来设置GPIO的方向，分别作为输出或输入。
Linux_ALSA声卡驱动原理分析
11/12/2011
三、准备工作
4. 流程图结构说明 (1) 图示为函数的调用关系，向下为同一级调用，向右为函数内部的子函数调用。 (2) 绿色文字函数名（如function2）表示该函数是调用流程中比较关键的点。 (3) 红底白字的函数名（如function…）表示和其它层（如app和lib、lib和driver、alsa-driver和device-driver）的接口 函数或kernel的回调函数。 (4) 蓝色双虚线为函数实参等形式的输出值或函数返回值（如sun_function…有输出值到function1）。
11/12/2011
目录
一、导读 二、ALSA架构简介 三、准备工作 四、设备打开过程和数据流程 i. 整体分析 ii. 设备驱动程序insmod流程图 iii. 应用程序主流程图 iv. 声卡打开流程图 v. 数据写入流程图 五、ALSA其它形式的数据写入方法流程图
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三、准备工作
11/12/2011
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一、导读 二、ALSA架构简介 三、准备工作 四、设备打开过程和数据流程 i. 整体分析 ii. 设备驱动程序insmod流程图 iii. 应用程序主流程图 iv. 声卡打开流程图 v. 数据写入流程图 五、ALSA其它形式的数据写入方法流程图
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一、导 读
主函数()
function1()
sub_function1() function2() ......() sun_functionnction...()
function...()
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一、导读 二、ALSA架构简介 三、准备工作 四、设备打开过程和数据流程 i. 整体分析 ii. 设备驱动程序insmod流程图 iii. 应用程序主流程图 iv. 声卡打开流程图 v. 数据写入流程图 五、ALSA其它形式的数据写入方法流程图
Linux网络驱动开发步骤
Linux网络设备驱动程序开发Linux系统对网络设备驱动的体系结构如下图所示，划分为4层：开发网络设备驱动程序，我们需要完成的主要工作是编写设备驱动功能层的相关函数以填充net_device数据结构的内容并将net_device注册入内核。
各层介绍一、网络设备接口层网络设备接口层为网络设备定义了统一、抽象的数据结构net_device结构体，包含网络设备的属性描述和操作接口。
主要包含如下几部分：（1）全局信息。
char name[IFNAMESIZ]; //name是网络设备的名称int (*init)(struct net_device *dev); /*init 为设备初始化函数指针，如果这个指针被设置了，则网络设备被注册时将调用该函数完成对net_device 结构体的初始化。
设备驱动程序可以不实现这个函数并将其赋值为NULL。
*/（2）硬件信息。
unsigned long mem_end; //设备所使用的共享内存的起始地址unsigned long mem_start; //设备所使用的共享内存的结束地址unsigned long base_addr; //网络设备I/O 基地址unsigned char irq; //设备使用的中断号unsigned char if_port; //多端口设备使用哪一个端口，该字段仅针对多端口设备unsigned char dma; //指定分配给设备的DMA通道（3）接口信息。
unsigned short hard_header_len; //网络设备的硬件头长度，以太网设备为ETH_HLEN-14unsigned short type; //接口的硬件类型unsigned mtu; //最大传输单元（MTU）unsigned char dev_addr[MAX_ADDR_LEN]; //存放设备的硬件地址unsigned char broadcast[MAX_ADDR_LEN]; /*存放设备的广播地址, 以太网设备的广播地址为6个0xFF。
基于Linux的光纤通道网卡驱动程序开发分析
基于Linux的光纤通道网卡驱动程序开发分析摘要：linux以其自身内核强大稳定、工作效率高、易于扩展以及丰富的硬件支持等优点，现已被广泛应用于嵌入式系统当中。
驱动程序实质上就是在操作系统当中添加一个代码，其中主要包含与硬件设备相关的信息，拥有这些信息后，便可以实现计算机与设备之间的通信。
如果没有驱动程序，计算机的硬件设备便无法进行正常工作。
而网卡驱动程序是驱动程序中较为重要的一个部分。
基于此点，本文就基于linux的光纤通道网卡驱动程序开发进行浅谈。
关键词：linux；光纤通道；网卡驱动；程序开发中图分类号：tp311.52 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012）18-0000-021 基于linux系统下的网卡驱动原理当前，在科学技术不断发展的推动下，使linux操作系统获得了进一步完善，该系统的核心部分现已实现了osi的网络层及更上层部分。
其中网络层的实现是以数据链路的高效、可靠运行为基础，它的实现为网卡驱动程序提供了可靠的接口。
1.1 网卡驱动程序由上述分析可知，在基于linux的操作系统当中，驱动程序可以为系统以及物理层提供接口，下面分别对系统的接口和物理层的接口进行介绍。
（1）系统接口。
驱动程序为系统的接口包括以下一些例程：发现网卡、检测网卡参数、数据接收和数据发送等等。
当驱动程序启动后，系统会自行对相关的例程进行检测和调用，借助该过程发现网卡，如果系统使用的是即插即用型网卡，系统在对例程进行检测时便可以发现其中的参数，如果不是即插即用型网卡，那么便需要在驱动程序运行前，预先设置好网卡的具体参数，以供驱动程序使用。
当系统核心需要对数据进行发送时，其便会通过调用由驱动程序发送的例程来完成这一操作。
这一过程实质上就是发送例程将数据写入空间的过程。
（2）物理层接口。
该接口属于中断处理例程，它的工作原理可概括为网卡在接收或发送数据时，如果发现数据有误，其会自动生成一个中断，此时系统的核心会对中断处理例程进行调用，并在判断其产生的原因后完成响应处理。
Linux的驱动开发分析
ｆ ｏ ｒ （ １ ｅ ｆ ｔ＝ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ：ｌ ｅ ｆ ｔ＞Ｏ ：ｌ ｅ ｆ ｔ 一 ＿ ） ｛
． ．
ｐ ｕ ｔ ｕ ｓ ｅ ｒ （ １ ，ｂ ｕ ｒ ，１ ） ；
．
２ 驱 动程 序原 理
编写设备 驱动程序 的原 理即基于Ｉ ／ Ｏ 设备管理 采用的分层 模 型， ｌ ／ ０ 设备 管理 软件位于 内核 中的最底层 ， 设备驱动程 序是
－
ｒ ｅ ａ （ Ｖ Ｅ Ｒ Ｉ Ｆ ＹＷ ｉ ｆ （ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｙａ Ｒ Ｉ Ｔ Ｅ ， ｂ ｕ ｒ ， ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ） ＝＝
— —
Ｅ Ｆ Ａ Ｕ Ｌ Ｔ）
ｒ ｅ ｔ ｕ ｒ ｎ — Ｅ Ｆ Ａ Ｕ Ｌ Ｔ ；
性 能得到提高 。 许 多广泛应 用的嵌入 式Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 系 统都 采用静态 链接 的设备驱动程序模块。
（ １ ） 工作原理 。 作为内核 的一部分， 设各驱动程 序完 成对 设
据、 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 的数据和 检测处理设备 出现 的错 误的功能。 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 设备主要分
ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｉ ｎ ｔ ｏ ｐ ｅ ｎ
｛ ｉ ｎ ｔ ｌ ｅ ｆ ｔ ：
化， 尽可能地精简。 嵌入 式Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 系统不能够像桌面Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ ￣ ｇ 样
灵活 地使 用ｉ ｎ ｓ ｍ ｏ ｄ ／ ｒ ｍ ｍ ｏ ｄ 力 口 载卸载设备驱 动程序 。 从嵌 入式 系统 的整 体性能考虑 ， 采用静态链接模块能够使得整 个系统 的
设计分析 ・
Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ 的驱动开发分析
姜远志 （ 太原师范 学院 ， 山 西 太原 ０ ３ ０ ０ ０ ０ ）
linux 蓝牙驱动代码分析
net/hci_core.cHCI 在主机端的驱动主要是为上层提供一个统一的接口，让上层协议不依赖于具体硬件的实现。
HCI在硬件中的固件与HCI在主机端的驱动通信方式有多种，比如像 UART、USB和PC Card等等。
hci_core.c相当于一个框架，用于把各种具体通信方式胶合起来，并提供一些公共函数的实现。
hci_cmd_task是负责发送CMD的任务，它从hdev->cmd_q队列中取CMD，然后调用hci_send_frame把ＣＭＤ发送出去，hci_send_frame又会调用实际的HCI驱动的send函数发送数据。
hci_rx_task是负责接收数据的任务，它从hdev->rx_q队列中取数据，然后根据数据的类型调用上层函数处理。
数据包有三种类型：1. HCI_EVENT_PKT:用于处理一些通信事件，比如连接建立，连接断开，认证和加密等事件，这些事件控制协议状态的改变。
2. HCI_ACLDATA_PKT:异步非连接的数据包，通过hci_acldata_packet提交给上层的L2CAP协议处理（hci_proto[HCI_PROTO_L2CAP]）。
3. HCI_SCODATA_PKT:同步面向连接的数据包，通过hci_scodata_packet提供给上层的SCO协议处理（hci_proto[HCI_PROTO_SCO]）。
hci_tx_task是负责发送数据的任务，发送所有connection中的ACL和SCO数据，以及hdev->raw_q中的数据包。
HCI为上层提供的接口主要有：1. hci_send_sco：发送SCO数据包，把要发送的数据包放入connection的发送队列中，然后调度发送任务去发送。
2. hci_send_acl：发送ACL数据包，把要发送的数据包放入connection的发送队列中，然后调度发送任务去发送。
3. hci_send_cmd：发送命令数据，把要发送的数据包放入hdev->cmd_q队列中，然后调度命令发送任务去发送。
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Linux的驱动开发分析
作者：姜远志
来源：《无线互联科技》2014年第01期
摘要：本文分析了linux下的驱动开发，对原理进行了分析，详细描述了IO结构，并对填充实例进行了详细分析。
关键词：嵌入式；系统开发；驱动
Linux由于具有内核强大且稳定，易于扩展和裁减，效率高，丰富的硬件支持等许多优点，在嵌人式系统中得到了广泛的应用。
本文基于嵌人式操作系统下设备驱动程序的开发需要，阐述相关技术原理及设计要点，探求嵌人式Linux系统中设备驱动程序的构建方法。
1 嵌入式Linux系统驱动
嵌入式Linux系统中的设备驱动程序和Linux中的大多数驱动程序一样，也是采用层次型的体系结构。
编写设备驱动程序，其主要工作就是编写子函数，并填充file_operations的各个域。
Linux的设备驱动程序模块按照方式编译可以分为两类。
一类是静态链接的设备驱动程序模块，这类模块在编制完成后要与内核一起编译，其与内核是不可分割的整体，在系统引导时与内核一起加载并驻留内存。
另一类设备驱动程序采用可动态加载的模块。
其驱动程序代码在使用之前动态地加载到内存中，在设备使用完毕后即从内存中移去其代码。
嵌入式Linux系统往往应用环境相对固定，系统都经过优化，尽可能地精简。
嵌入式Linux系统不能够像桌面Linux那样灵活地使用insmod/rmmod加载卸载设备驱动程序。
从嵌入式系统的整体性能考虑，采用静态链接模块能够使得整个系统的性能得到提高。
许多广泛应用的嵌入式Linux系统都采用静态链接的设备驱动程序模块。
2 驱动程序原理
编写设备驱动程序的原理即基于I/O设备管理采用的分层模型，l/O设备管理软件位于内核中的最底层，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接El，设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节。
硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。
⑴工作原理。
作为内核的一部分，设备驱动程序完成对设备初始化和释放、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据、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和检测处理设备出现的错误的功能。
Linux设备主要分两类：字符设备和块设备，其主要区
别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件1/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为高速缓存，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l/O操作。
⑵I/O接口。
逻辑l/O层通过内核定义的两个数据结构块设备转换表（blkdevs）和字符设备转换表（chrdevs）来实现与设备驱动程序的接口。
每个设备驱动程序在设备转换表中占据一个表项。
每个Linux设备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。
用户进程利用系统调用在对设备文件进行read/write等各种操作时，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，然后读取数据结构相应的函数指针，接着把控制权交给函数。
3 实例分析
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，以下为驱动程序test.c的主要内容。
函数read_test（）是为read调用准备的。
当调用read时，
read_test（）被调用，它把用户的缓冲区全部写1。
函数中的bur是read调用的一个参数，是用户进程空间的一个地址。
但是在read_test（）被调用时，系统进入核心态，所以不能使用bur这个地址，必须用put_user（），这是kernel提供的一个函数，用于向用户传送数据。
unsigned int test_major = 0；
static int read_test（struct inode* node， struct file *file， char *bur， int count）
{ int left；
if（verify_area（VERIFY_WRITE， bur， count） = = -EFAULT ）
return –EFAULT；
for（1eft = count； left > 0； left--）
{ __put_user（1， bur， 1）；
bur ；}
return count；}
以下是驱动程序下半部分的其他几个函数。
static int write_tibet（struct inode inode， struct file *file， const char *bur， int count）
{return count；}
static int open_tibet（struct inode *inode， struct file *file）
{MOD-INC-USE-COUNT；
return 0；}
static void release_tibet（struct inode *inode， struct file *file）
{MOD-DEC-USE-COUNT；}
4 总结
论文对linux的驱动开发进行了分析，指出了其开发原理以及加载方式的分类，并且以实例进行了说明。
[参考文献]
[1]周明德.UNIX/Linux内核[M].北京：清华大学出版社，2004.
[2]倪继利.Linux内核分析及编程[M].北京：电子工业出版社，2005.1.。