字符设备与块设备驱动程序精选
platform模型驱动和字符设备模型驱动
platform模型驱动和字符设备模型驱动字符设备驱动模型：1、申请设备号：动态申请(alloc_chrdev_region()),动态申请(register_chrdev_region())struct cdev btn_cdev;//申请设备号if(major){//静态申请设备号dev_id = MKDEV(major, 0);register_chrdev_region(dev_id, 1, "button");}else{//动态申请设备号alloc_chardev_region(&dev_id, 0, 1, "button");major = MAJOR(dev_id);}在Linux中以主设备号用来标识与设备文件相连的驱动程序。
次编号被驱动程序用来辨别操作的是哪个设备。
cdev 结构体的 dev_t 成员定义了设备号，为 32 位，其中高 12 位为主设备号，低20 位为次设备号。
设备号的获得与生成：获得：主设备号：MAJOR(dev_t dev);次设备号：MINOR(dev_t dev);生成：MKDEV(int major,int minor);2、初始化设备:void cdev_init(struct cdev *, struct file_operations *);cdev_init()函数用于初始化cdev 的成员，并建立cdev 和file_operations 之间的连接。
3、注册设备int cdev_add(struct cdev *, dev_t, unsigned);cdev_add()函数向系统添加一个 cdev，完成字符设备的注册。
4、创建设备节点手动创建设备节点：mknod 的标准形式为:mknod DEVNAME {b | c} MAJOR MINOR1，DEVNAME是要创建的设备文件名，如果想将设备文件放在一个特定的文件夹下，就需要先用mkdir在dev目录下新建一个目录；2， b和c 分别表示块设备和字符设备：b表示系统从块设备中读取数据的时候，直接从内存的buffer中读取数据，而不经过磁盘；c表示字符设备文件与设备传送数据的时候是以字符的形式传送，一次传送一个字符，比如打印机、终端都是以字符的形式传送数据；3，MAJOR和MINOR分别表示主设备号和次设备号：为了管理设备，系统为每个设备分配一个编号，一个设备号由主设备号和次设备号组成。
设备驱动程序
Chapter 8Device Drivers（设备驱动程序）操作系统的目标之一是向用户掩盖系统硬件设备的特殊性。
例如，虚拟文件系统呈现给用户一个统一的文件系统视图，而和底层的物理设备无关。
本章描述Linux内核是如何管理系统中的物理设备的。
CPU不是系统中唯一的智能设备，每一个物理设备都由它自己的硬件控制器。
键盘、鼠标和串行口由SuperIO芯片控制，IDE磁盘由IDE控制器控制，SCSI磁盘由SCSI控制器控制，等等。
每一个硬件控制器都由自己的控制和状态寄存器（CSR），而且不同的设备有不同的寄存器。
一个Adaptec 2940 SCSI控制器的CSR和NCR 810 SCSI控制器的CSR完全不同。
CSR用于启动和停止设备，初始化设备和诊断它的问题。
管理这些硬件控制器的代码不是放在每一个应用程序里边，而是放在Linux内核。
这些处理或者管理硬件控制器的软件叫做设备驱动程序。
本质上，Linux内核的设备驱动程序是特权的、驻留在内存的、低级硬件控制例程的共享库。
正是Linux的设备驱动程序处理它们所管理的设备的特性。
UNIX的一个基本特点是它抽象了对设备的处理。
所有的硬件设备都象常规文件一样看待：它们可以使用和操作文件相同的、标准的系统调用来打开、关闭和读写。
系统中的每一个设备都用一个设备特殊文件代表。
例如系统中第一个IDE硬盘用/dev/had表示。
对于块（磁盘）和字符设备，这些设备特殊文件用mknod命令创建，并使用主（major）和次（minor）设备编号来描述设备。
网络设备也用设备特殊文件表达，但是它们由Linux在找到并初始化系统中的网络控制器的时候创建。
同一个设备驱动程序控制的所有设备都有一个共同的major设备编号。
次设备编号用于区分不同的设备以及它们的控制器。
例如，主IDE磁盘的不同分区都有一个不同的次设备编号。
所以，/dev/hda2，主IDE磁盘的第2个分区，其主设备号是3，而次设备号是2。
设备驱动程序简介
设备驱动程序简介1.设备驱动程序的作⽤从⼀个⾓度看，设备驱动程序的作⽤在于提供机制，⽽不是策略。
在编写驱动程序时，程序猿应该特别注意以下这个基本概念：编写訪问硬件的内核代码时，不要给⽤户强加不论什么特定策略。
由于不同的⽤户有不同的需求，驱动程序应该处理如何使硬件可⽤的问题。
⽽将如何使⽤硬件的问题留给上层应⽤程序。
从还有⼀个⾓度来看驱动程序。
它还能够看作是应⽤程序和实际设备之间的⼀个软件层。
总的来说，驱动程序设计主要还是综合考虑以下三个⽅⾯的因素：提供给⽤户尽量多的选项、编写驱动程序要占⽤的时间以及尽量保持程序简单⽽不⾄于错误丛⽣。
2.内核功能划分Unix系统⽀持多进程并发执⾏。
每⼀个进程都请求系统资源。
内核负责处理全部这些请求，依据内核完毕任务的不同，可将内核功能分为例如以下⼏部分：1.进程管理：负责创建和销魂进程。
并处理它们和外部世界之间的连接。
内核进程管理活动就是在单个或多个CPU上实现了多个进程的抽象。
2.内存管理：内存是计算机的主要资源之中的⼀个，⽤来管理内存的策略是决定系统系能的⼀个关键因素。
3.⽂件系统：内核在没有结构的硬件上构造结构化的⽂件系统。
⽽⽂件抽象在整个系统中⼴泛使⽤。
4.设备控制：差点⼉每个系统操作终于都会映射到物理设备上。
5.⽹络功能：⽹络功能也必须由操作系统来管理，系统负责在应⽤程序和⽹络接⼝之间传递数据包，并依据⽹络活动控制程序的运⾏。
全部的路由和地址解析问题都由内核处理。
可装载模块：Linux有⼀个⾮常好的特性：内核提供的特性可在执⾏时进⾏扩展。
可在执⾏时加⼊到内核的代码被称为“模块”。
Linux内核⽀持⼏种模块类型。
包含但不限于设备驱动程序。
每⼀个模块由⽬标代码组成，能够使⽤insmod程序将模块连接到正在执⾏的内核，也能够使⽤rmmod程序移除连接。
3.设备和模块的分类Linux系统将设备分成三个基本类型：字符设备、块设备、⽹络接⼝。
1.字符设备：字符设备驱动程序通常⾄少要实现open、close、read和write系统调⽤。
C语言设备驱动编程入门
C语言设备驱动编程入门C语言设备驱动编程是一项常见的技术，用于编写操作系统的设备驱动程序。
设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它负责将用户操作转化为硬件设备能够理解和执行的指令。
本文将介绍C语言设备驱动编程的基本概念和入门知识，帮助读者了解并入门这一重要的编程技术。
一、设备驱动程序概述设备驱动程序是操作系统的一部分，它与操作系统内核紧密结合，用于实现对硬件设备的控制和管理。
设备驱动程序通常由硬件设备制造商提供，或者由操作系统开发者开发。
它负责处理硬件设备与操作系统之间的通信，使得用户能够方便地操作硬件设备。
设备驱动程序可以分为字符设备驱动和块设备驱动两种类型。
字符设备驱动用于处理流式数据的设备，如键盘、鼠标等；块设备驱动用于处理以块为单位的数据的设备，如硬盘、U盘等。
不同类型的设备驱动程序在实现上有所不同，但都需要用C语言编写。
二、设备驱动程序的基本结构设备驱动程序的基本结构包括设备初始化、设备打开、设备关闭和设备读写等函数。
下面我们逐步介绍这些函数的作用和实现方法。
1. 设备初始化函数设备初始化函数负责对设备进行初始化，包括设备的寄存器配置、中断设置等。
在这个函数中，我们需要了解硬件设备的相关规格和特性，并根据需要进行适当的配置。
2. 设备打开函数设备打开函数在设备被用户程序打开时被调用，它负责向操作系统申请资源，并进行相应的设置，例如打开文件、分配内存等。
3. 设备关闭函数设备关闭函数在设备被用户程序关闭时被调用，它负责释放设备所占用的资源，如释放文件占用的内存、关闭文件等。
4. 设备读写函数设备读写函数是设备驱动程序的核心部分，它负责设备与用户程序之间的数据交换。
设备读函数用于从设备中读取数据，设备写函数用于向设备中写入数据。
三、设备驱动程序的编写步骤编写设备驱动程序需要经过以下几个步骤：1. 了解硬件设备在编写设备驱动程序之前，我们需要详细了解硬件设备的规格和特性，包括硬件寄存器的地址、中断向量等。
块、字符、网络设备
write等。
指令 用途
# 空指令，无任何效果
#include 包含一个源代码文件
#define 定义宏
区特性的字符设备，访问它们时可前后移动访问位置。例如framebuffer就是这样的一个设
备，app可以用mmap或lseek访问抓取的整个图像。
块设备：
和字符设备类似，块设备也是通过/dev目录下的文件系统节点来访问。块设备（例如磁盘）
上能够容纳filesystem。在大多数的Unix系统中，进行I/O操作时块设备每次只能传输一个
用。字符终端（/dev/console）和串口（/dev/ttyS0以及类似设备）就是两个字符设备，
它们能很好的说明“流”这种抽象概念。字符设备可以通过FS节点来访问，比如/dev/tty1
和/dev/lp0等。这些设备文件和普通文件之间的唯一差别在于对普通文件的访问可以前后
移动访问位置，而大多数字符备是一个只能顺序访问的数据通道。然而，也存在具有数据
或多个完整的块，而每块包含512字节（或2的更高次幂字节的数据）。Linux可以让app像
字符设备一样地读写块设备，允许一次传递任意多字节的数据。因此，块设备和字符设备的
区别仅仅在于内核内部管理数据的方式，也就是内核及驱动程序之间的软件接口，而这些不
同对用户来讲是透明的。在内核中，和字符驱动程序相比，块驱动程序具有完全不同的接口。
#undef 取消已定义的宏
#if 如果给定条件为真，则编译下面代码
#ifdef 如果宏已经定义，则编译下面代码
#ifndef 如果宏没有定义，则编译下面代码
网络驱动程序
网络驱动程序我们已经讨论了字符设备和块设备驱动程序，接着要讨论的是迷人的网络世界。
网络接口是Linux设备中的第三标准类，这一章就是讲述它们是如何与核心的其余部分交互的。
网络接口并不象字符和块设备那样存在于文件系统。
相反，它在核心层处理包的发送和接收，并不与进程中的某个打开的文件绑定在一起。
网络接口在文件系统中的角色就象被安装的块设备。
一个块设备在blk_dev数组和其它核心结构中注册它的特征，接着按照要求通过它的request_fn函数“发送”和“接收”块。
类似地，一个网络接口必须在特定的数据结构中注册自己，从而在与外部世界交换包时可以被调用。
安装的磁盘与包发送接口有几个重要的不同。
首先，磁盘以一个结点的形式存在于/dev 目录，而网络接口并不在文件系统中出现。
不过两者之间最大的不同在于：磁盘是被请求向核心发送一个缓冲区，而网络接口则是请求向核心推送进来的包。
Linux的网络子系统被设计成完全协议无关的。
这对网络协议（IP vs. IPX 或其它协议）和硬件协议（以太网vs.令牌环等）都是如此。
网络驱动程序和核心之间的交互一次处理一个网络包；这允许协议可以干净地对驱动程序隐`藏起来，而物理传输则可以对协议隐藏起来。
本章描述网络接口如何与核心的其它部分紧密合作，并给出一个基于内存的模块化的网络接口，称之为（你可能已经猜到了）snull。
为简化讨论，这个接口使用以太网硬件协议并传送IP包。
通过snull获得的知识可以很好地应用于IP以外的协议，从以太网移到其它硬件协议只要求你对使用的物理协议有所了解。
snull的另一个限制是它不能在Linux1.2中编译。
再说一遍，这样做只是为了保持代码简单，并避免在snull中加入一些另人厌倦的条件。
不过，本章将会提到与网络驱动程序相关的可移植性问题。
本章并不介绍IP的编号原则，网络协议，以及其它普通的网络概念。
这个主题与驱动程序作者无关，而且以不到几百页的篇幅想对网络技术有一个令人满意的概述是不可能的。
linux 驱动 面试题
linux 驱动面试题Linux驱动面试题1. 概述Linux驱动程序是连接硬件设备和操作系统之间的重要软件，其作用是向操作系统提供对硬件设备的控制和访问接口。
在Linux系统下，驱动程序的设计和实现是嵌入式系统开发中的重要环节。
本文将介绍一些常见的Linux驱动面试题，帮助读者进行备考和提升相关知识水平。
2. 设备模型与驱动框架Linux内核具有完善的设备模型和驱动框架，以支持各种硬件设备的驱动开发。
在面试中，面试官通常会询问与设备模型和驱动框架相关的问题，如：a) 请介绍Linux内核的设备模型以及其作用。
b) 请解释驱动框架中的Platform设备和Pins控制器是如何配合工作的。
3. 字符设备驱动字符设备驱动是Linux常见的一种驱动类型，用于向应用程序提供对字符设备的访问接口。
相关的面试题可能包括：a) 请解释字符设备驱动的基本工作原理。
b) 内核中的“注册字符设备驱动”的过程是怎样的？c) 请介绍字符设备驱动中的主要数据结构，并解释其作用。
4. 块设备驱动块设备驱动用于向操作系统提供对块设备（如硬盘）的访问接口。
在Linux面试中，可能会涉及以下问题：a) 请解释块设备驱动与字符设备驱动的区别。
b) 在Linux内核中，块设备驱动是如何处理块设备的请求的？c) 请介绍块设备驱动中的磁盘调度算法以及其作用。
5. 中断处理中断是处理外部事件的一种机制，驱动程序需要能够正确处理中断。
面试中可能会涉及以下问题：a) 请解释中断处理机制，并描述Linux内核中的中断处理流程。
b) 在驱动程序中，如何注册和处理中断？c) 请介绍Linux内核中的软中断和Tasklet。
6. 性能优化和调试性能优化和调试是驱动程序开发中重要的环节，也是面试中常见的问题之一。
相关问题可能包括：a) 请介绍一些常用的性能优化方法和工具，用于提高驱动程序的性能。
b) 在Linux内核中，如何进行驱动程序的调试和故障定位？c) 请解释内核中的“内核态”和“用户态”，以及二者之间的区别。
块设备IO流程
1. 概述系统能够随机访问固定大小数据片的设备称为块设备，这些数据片称作块。
另一种基本的设备类型是字符设备。
字符设备按照字节流的方式被有序访问，像串口和键盘都属于字符设备。
这两种类型的设备的根本区别在于它们是否可以被随机访问，换句话说，就是能否在访问设备时随意从一个位置跳到另一个位置。
字符设备仅仅需要控制一个位置--当前位置；而块设备访问的位置必须在介质的不同区间前后移动，同时块设备对执行性能的要求很高。
如何管理块设备和如何管理队块设备的请求，该部分在内核中被称为块I/O层。
2. 解剖一个块设备块设备中最小的可寻址单元式扇区。
扇区最常见大小事512字节。
软件都会用到自己的最小逻辑可寻址单元--块。
块石文件系统的一种抽象--只能基于块来访问文件系统。
虽然物理磁盘寻址是按照扇区级来进行的，但是内核执行的所有磁盘操作都是按照块进行的。
所以，块只能数倍于扇区的大小，但大小不能超过一个页面。
扇区：设备的最小寻址单元，亦称"硬扇区"或"设备块"块：文件系统的最小寻址单元，亦称"文件块"或"I/O块"3. 缓冲区和缓冲区头当一个块被调用内存时，它要存储在一个缓冲区中。
每个缓冲区与一个块对应，它相当于是磁盘块在内存中的表示。
所有这些信息都和文件系统的控制信息密切交融，文件系统的控制信息储存在超级快中，超级块是一种包含文件系统信息的数据结构。
由于内核在处理数据需要相关的控制信息，所以每个缓冲区都有一个对应的描述符。
该描述符用buffer_head结构体表示，被称为缓冲区头，在文件<linux/buffer_head.h>中定义。
结构体中h_count域表示缓冲区的使用技术。
在操作缓冲区头之前，应该增加缓冲区头的引用计数，确保该缓冲区托不会再被分配出去，当完成对缓冲区的操作后，就减少引用计数。
缓冲区头的目的在于描述磁盘块和物理内存缓冲区之间的映射关系。