第11章设备驱动模型讲义.
设备驱动程序(精品PPT)
{初始化硬件(yìnɡ jiàn)，注册设备，创立设备节点… }
static void __exit my_exit(void) {删除设备(shèbèi)节点，注销设备(shèbèi)… }
static struct file_operations my_fops = { 对文件操作结构体成员定义初始值… }
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
1 root
root
4, 65 Jan 1 00:00 ttyS1
1 root
root
4, 66 Jan 1 00:00 ttyS2
1 root
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4, 67 Jan 1 00:00 ttyS3
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4, 68 Jan 1 00:00 ttyS4
1 root
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0 Jan 1 00:00 misc
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1, 8 Jan 1 00:00 random
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1, 9 Jan 1 00:00 urandom
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5, 0 Jan 1 00:00 tty
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5, 1 Jan 1 00:00 console
Chap6-11 Linux设备驱动程序.ppt
Linux设备驱动程序分类
Linux中所有设备被抽象出来，都看成文件 设备的读写和普通文件一样 Linux系统的设备分为如下三类：
字符设备(char device) 块设备(block device) 网络设备(network device) 字符设备是指存取时没有缓存的设备 块设备的读写都有缓存来支持，且块设备必须 能够随机存取(random access) 网络设备在Linux里做专门的处理
BSP和BIOS区别
BIOS主要是负责在电脑开启时检测、初始化系 统设备（设置栈指针，中断分配，内存初始 化..）、装入操作系统并调度操作系统向硬件 发出的指令。
BSP是和操作系统绑在一起运行，尽管BSP的开 始部分和BIOS所做的工作类似，但是 BSP还包 含和系统有关的基本驱动
BIOS程序是用户不能更改，编译编程的，只能 对参数进行修改设置，但是程序员还可以编程 修改BSP，在BSP中任意添加一些和系统无关的 驱动或程序，甚至可以把上层开发的统统放到 BSP中
Linux驱动程序开发
建立嵌入式Linux平台，移植和编写驱动程 序往往是最具挑战的工作
驱动程序的开发周期一般较长，对产品的面 世时间有着重要影响
驱动程序质量的好坏，直接关系到系统工作 效能和稳定性，对项目的成败起着关键作用
设备驱动程序主要功能
设备驱动程序主要完成如下功能：
检测设备和初始化设备 使设备投入运行和退出服务 从设备接收数据并提交给内核 从内核接收数据送到设备 检测和处理设备错误
嵌入式系统初始化以及BSP的功能
嵌入式系统的初始化过程是一个同时包括硬件 初始化和软件初始化的过程；而操作系统启动 以前的初始化操作是BSP的主要功能之一
初始化过程总可以抽象为三个主要环境，按照 自底向上、从硬件到软件的次序依次为：
第11章 状态图
11.4 绘制状态图
11.4.2 绘制初始和终止状态
► 下面在“图书状态图”中创建初始状态和终
止状态，步骤如下： 1.单击“图书状态图”工具栏中初始状态图标 “ ”和终止状态图标“ ”。 2.在编辑图形区域要绘制的地方单击鼠标左键 即可，创建的初始和终止状态如下图所示。
11.4 绘制状态图
11.4.3 绘制状态
它曾经有的子状态。 ► 历史状态虽然有它的优点，但是它过于复杂，而且 不是一种好的实现机制，尤其是深历史状态更容易 出问题。 ► 在建模的过程中，应该尽量避免历史机制，使用更 易于实现的机制。
11.3 状态的分类
11.3.2 组合状态
组合状态是内部嵌套有子状态的状态，一个组合状态包括一 系列子状态。 ► 组合状态可以使用“与”关系分解为并行子状态，或者通过 “或”关系分解为互相排斥的互斥子状态。所以，组合状态 可以是并发或者顺序的。如果一个顺序组合状态是活动的， 则只有一个子状态是活动的。如果一个并发组合状态是活动 的，则与它正交的所有子状态都是活动的。 1. 顺序组合状态 2. 并发组合状态
11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
3. 完成转换
► 完成转换没有明确标明触发器事件的转换是由状态
中活动的完成引起的。 ► 完成转换也可以带一个监护条件，这个监护条件在 状态中的活动完成时被赋值，而不是活动完成后被 赋值。
11.2 状态图的组成
11.2.2 转换
4. 监护条件 ► 转换可能具有一个监护条件，监护条件是一个布尔 表达式，它是触发转换必须满足的条件。 ► 当一个触发器事件被触发时，监护条件被赋值。如 果表达式的值为真，转换可以激发；如果表达式的 值为假，转换不能激发；如果没有转换适合激发， 事件会被忽略。如果转换没有监护条件，监护条件 就被认为是真，而且一旦触发器事件发生，转换就 激活。
Linux设备驱动模型
Linux设备驱动模型Udev先前所需的硬件文件节点都需要在/dev下静态创建，随2.4核而来的devfs，带来了动态设备节点创建。
Devfs虽然提供了in-memory filesystem创建节点的方法，但是节点命名依然取决于设备驱动。
命名管理和内核 Udev依赖于以下技术：(1)、内核sysfs支持，sysfs启动时挂载到/sys下(可查看/etc/fstab)；(2)、一系列用户空间工具：udevd和udevinfo；(3)、定义在/etc/udev/rules.d/目录下的用户定义规则使用Udev：1、首先从sysfs的相关文件中获取文件属性。
假设DVD：/dev/sr0，CD-RW：/dev/sr1。
使用udevinfo来收集设备信息。
bash> udevinfo -a -p /sys/block/sr0Code View:bash> udevinfo -a -p /sys/block/sr0...looking at the device chain at'/sys/devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb1/1-4':BUS=?usb?ID=?1-4?SYSFS{bConfigurationValue}=?1?...SYSFS{idProduct}=?0701?SYSFS{idVendor}=?05e3?SYSFS{manufacturer}=?Genesyslogic?SYSFS{maxchild}=?0?SYSFS{product}=?USB Mass Storage Device?...bash> udevinfo -a -p /sys/block/sr1...looking at the device chain at'/sys/devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb1/1-3':BUS=?usb?ID=?1-3?SYSFS{bConfigurationValue}=?2?...SYSFS{idProduct}=?0302?SYSFS{idVendor}=?0dbf?SYSFS{manufacturer}=?Addonics?SYSFS{maxchild}=?0?SYSFS{product}=?USB to IDE Cable?...2、使用收集的产品信息来辨别设备并加入udev命名规则，创建一个/etc/udev/rules.d/40-cdvd.rules并加入如下规则：BUS="usb", SYSFS{idProduct}="0701", SYSFS{idVendor}="05e3",KERNEL="sr[0-9]*", NAME="%k", SYMLINK="usbdvd"BUS="usb", SYSFS{idProduct}="0302", SYSFS{idVendor}="0dbf",KERNEL="sr[0-9]*", NAME="%k", SYMLINK="usbcdrw"规则1的意思是：无论何时它发现一个产品id为0x0701，vender ID是0x05e3，而且名字以sr开头的usb设备，都会在/dev下创建一个同名的节点，并produce一个命名为usbdvd的符号链接给那个节点。
第11章 AutoCAD图形输入、输出与打印
课题：第11章图形输入、输出与打印课能力目标：会设置模型空间和图纸空间；会设置、管理布局；会页面设置；会创建、修改、应用浮动视口；会输入、输出图形；会应用外部参照、对象的链接与嵌入、OLE对象、其他文件格式的输入；会设置并打印图形；会电子传递与网上发布。
本章重点：模型空间和图纸空间的切换；布局的设置与管理、页面设置、浮动视口、输入与输出图形、应用外部参照、对象的链接与嵌入、OLE对象、设置并打印图形、电子传递与网上发布的理解及基本操作。
本章难点：模型空间和图纸空间的切换；布局的设置与管理、页面设置、浮动视口、输入与输出图形、应用外部参照、对象的链接与嵌入、OLE对象、设置并打印图形、电子传递与网上发布的基本应用。
教学用具：多媒体计算机网络机房，AutoCAD2009软件，随书配套光盘素材：“第11章”。
第1次课 2学时图形输出与打印知识技能建构能力目标：会布局、视口、视觉、打印图形（打印设置/预览）的基本操作与应用。
教学重点：布局、视口、视觉、打印图形（打印设置/预览）的理解与基本操作。
教学难点：布局、视口、视觉、打印图形（打印设置/预览）的操作应用。
教学方法：建议通过操作练习、任务驱动等方法传授基本知识和技能。
教学过程：一、模型空间与图纸空间模型空间是绘图设计操作的工作空间。
在模型空间中可以完成二维图形或三维造型，同时还可以方便地加上必要的尺寸标注和注释文字。
图纸空间，可以在这里指定图纸的大小、添加标题栏以及显示多个视图。
图纸空间是图形的打印空间。
在模型空间下完成图形的创建后需要打印时切换到图纸空间，在图纸空间对图形进行布局后，再进行打印。
模型空间与图纸空间的相互切换方法有哪些？二、设置、管理布局在AutoCAD中可以创建多种布局，每一个布局相当于一张打印输出图纸，创建布局后就可以在布局中创建显示视图的视口，创建布局时系统默认为一个视口，也可以在一个布局中创建多个视口来显示多个视图。
1新建布局技能实训：应用“布局向导”创建“布局3”。
船舶电气设备维护与修理课件第11章
第四节 船舶发电机并联运行故障与处理
一、同步发电机并联运行操作
发电机并联运行特点：
（1）两台发电机的有功功率和无功功率总是等于负载的有功功率P和无功功率Q
（2）当电网的用电负荷保持不变时，若单独增加一台发电机输入的机械功率时， 可使该发电机输出的有功功率增加。与此同时，将引起另一台并联机组输出的有 功功率自动减少。此外，由于输入的机械功率的增加使转速升高，而另一台机 组因输出的有功功率的减少也使转速上升，结果将使电网的频率有所升高。如果 单独减少一台机组输入的机械功率，则变化与上述相反。只有同时向相反方向调 节两并联机组输入的机械功率时，才能保持电网的频率不变。
的操作，并车完成后再起动大负荷投入运行。
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（4）运行机组因发电机内部短路或失压保护动作发生电网跳电
发电机控制屏
常规电站大多无此报警功能，若机组仍在运行但电压很低 或没有电压，说明是失压保护跳闸，则应停这一台机组，然后 起动备用机组投入电网运行，最后再检查故障机组的发电机调 压器：若机组仍在运行且电压正常，说明可能是短路保护跳闸， 则应检查主配电板汇流排是否短路，排除短路故障后或确信主 配电板没有发生短路故障时即可合闸供电。
章目录 上一页 下一页 返回 退出
3、无刷同步发电机励磁系统的常见故障原因与处理方法
三相无刷同步发电机中的主 发电机励磁绕组、励磁机电枢绕 组及旋转整流装置同轴旋转，静 止励磁系统提供直流励磁电流给 励磁机定子绕组，在励磁机转子 绕组上感应出三相交流电，再经 旋转整流后提供给主发电机励磁 绕组，最后在主发电机定子绕组 上感应出三相交流电输出。
2、配电装置中的常用电器及测量仪表
为了控制、分配、保护、测量和调整发电机及负载的需要， 配电装置上装有不同用途的控制、保护和测量用的电气设备， 常用的有：空气断路器、装置式(塑壳式)开关、组合开关、万 能式转换开关、励磁变阻器、逆功率继电器及各类电压表、电 流表、功率表、功率因数表、兆欧表等测量仪表。
驱动器和文件夹(1)
' 移动
Set fldr = fso.GetFolder(Dir1.List(Dir1.ListIndex))
If Drive1.Drive <> Drive2.Drive Then
MsgBox "不能在不同的驱动器间移动！", 48, "移动"
Else
第11章 文件、驱动器和文件夹
fldr.Move IIf(Right(Dir2.Path, 1) = "\", Dir2.Path, Dir2.Path & "\")
a = MsgBox(msg & fldr.Path, 1 + 32 + 256, "删除文件夹")
If a = 1 Then fldr.Delete
End If
Case 4
' 更名
Set fldr = fso.GetFolder(Dir1.List(Dir1.ListIndex))
msg = "请输入新的文件夹名："
3. 访问已有的驱动器、文件和文件夹 要访问一个已有的驱动器、文件或文件夹，可使 用FileSystemObject对象中相应的“Get”方法：GetDrive、 GetFolder、GetFile。 4. 访问对象的属性 一旦有了对象的句柄，就能够访问其属性。
第11章 文件、驱动器和文件夹
11.2.3 管理驱动器 1. 获得驱动器的信息 Drive对象允许获得一个系统的各个驱动器的信息，
第11章 文件、驱动器和文件夹
该事件过程使窗体上的目录列表框Dir1与文件列表 框File1产生同步。类似地，增加下面的事件过程，就 可以使三者同步。
11、Linux驱动程序设计(2)
用户程序和硬件设备需要同步—软件要知
道什么时候数据会到来
通常的实现方法是软件处于睡眠状态，有
数据到来时进行处理，然后继续睡眠
Linux通过等待队列wait queue，实现了几
总不同的睡眠方式
17
阻塞进程的睡眠
sleep_on(wait_queue_head_t *queue);
将当前进程置入等待队列，并且处于睡眠状态中的 进程不能被kill
3
目录
驱动程序简介 Linux设备驱动分类 Linux设备驱动模型 编写字符设备驱动程序
4
Linux驱动程序模块加载
5
模块的版本依赖
内核中定义__module_kernel_version符号 版本号定义可以区分不同版本内核的接口函数 可以在linux/version.h找到版本定义
嵌入式Linux系统设计与应用开发
第三篇 驱动程序篇
计算机教研室 主讲：陈东伟
北京理工大学 珠海学院计算机学院
北京理工大学珠海学院 EEG/fMRI情感计算研究室
驱动程序开发
教学目的：
了解设备驱动程序的概念、用作、分类等基础 知识
熟悉设备驱动程序结构
2
驱动程序开发
教学重点、难点：
设备驱动程序结构 设备驱动程序的编写
14
Linux设备驱动程序结构
结构体file_operations的定义，在
include/linux/fs.h中
主要包括：open，close（或者release），
read，write，ioctl，poll，mmap等
15
Linux设备驱动程序结构
一个简单的Linux驱动程序原理
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11.2.1 kobject结构体
宏观上来说，设备驱动模型是一个设备和驱动组成的层次 结构。例如一条总线上挂接了很多设备，总线在Linux中也是一 种设备，为了表述清楚，这里将其命名为A。在A总线上挂接了 一个USB控制器硬件B，在B上挂接了设备C和D，当然如果C和 D是一种可以挂接其他设备的父设备，那么在C和D设备下也可 以挂接其他设备，但这里认为他们是普通设备。另外在A总线上 还挂接了E和F设备，那么这些设备的关系如图所示：
/sys bus的kobject bus devices的 kobject 设备1的 kobject 设备2的 kobject 对应 ... drivers的 kobject 对应 dev 符号链接 devices devices drivers
11.3.2 kset集合
kobject通过kset组织成层次化的结构。kset是具有相同类型 的kobject的集合，如驱动程序一般放在/sys/drivers/目录下，目 录drivers是一个kset对象，包含系统中的驱动程序对应的目录， 驱动程序的目录由kobject来表示。
11.1.2 sysfs文件系统
sysfs文件系统是Linux众多文件系统中的一个。在Linux系 统中，每一个文件系统都有其特殊的用途。例如ext2用于快速 读写存储文件；ext3用来记录日志文件。 Linux设备驱动模型由大量的数据结构和算法组成。这些 数据结构之间的关系非常的复杂，多数结构之间通过指针互相 关联，构成树形或者网状关系。显示这种关系的最好方法是利 用一种树形的文件系统，但是这种文件系统需要具有其他文件 系统没有的功能，例如显示内核中的一些关于设备、驱动和总 线的信息。为了这个目的，Linux内核开发者创建了一种新的文 件系统，这就是sysfs文件系统。
kobj_type
release sysfs_ops attribute
kobject *parent entry *kset kobj_type
11.3.3 kset与kobject的关系
kset是kobject的一个集合，用来与kobject建立层次关 系。内核可以将相似的kobject结构连接在kset集合中，这些 相似的kobject可能有相似的属性，使用统一的kset来表示。 图显示了kset集合和koject之间的关系：
kset list kobj ... ...
A总线
B控制器
E设备
F设备
C设备
D设备
11.2.2 设备属性kobj_type
每个kobject对象都有一些属性，这些属性由kobj_type结构 体表示。最开始，内核开发者考虑将属性包含在kobject结构体 中，后来考虑到同类设备会具有相同的属性，所以将属性隔离开 来，有kobj_type表示。kobject中有指向kobj_type的指针，如图 所示：
11.1.3 sysfs文件系统的目录结构
sysfs文件系统中包含了一些重要的目录，这些目录中包 含了与设备和驱动等相关的信息，现对其详细介绍如下： 1．sysfs文件系统的目录 2．block目录 3．bus目录 4．class目录
11.2 设备驱动模型的核心数据结构
设备驱动模型由几个核心的数据结构组成：kobject、 kset、subsystem。这些结构使设备驱动模型组成了一个层 次的结构。这个层次结构将驱动、设备和总线等联系起来， 形成一个完整的设备模型。下面分别对这些结构进行详细的 介绍。
设备驱动模型比较复杂，Linux系统将设备和驱动归一到 设备驱动模型中来管理。设备驱动模型的提出，解决了以前编 写驱动程序没有统一方法的局面。设备驱动模型给各种驱动程 序提供了很多辅助性的函数，这些函数经过严格测试，可以很 大程度地提高驱动开发人员的工作效率。
11.1.1 设备驱动模型的功能
Linux内核的早期版本为编写驱动程序提供了简单的功能：分配 内存、分配I/O地址、分配中断请求等。写好驱动之后，直接把程序 加入到内核的相关初始化函数中，这是一个非常复杂的过程，所以开 发驱动程序并不简单。并且，由于没有统一的设备驱动模型，几乎每 一种设备驱动程序都需要自己完成所有的工作，驱动程序中不免会产 生错误和大量的重复代码。 有了设备驱动模型后，现在的情况就不一样了。设备驱动模型提 供了硬件的抽象，内核使用该抽象可以完成很多硬件重复的工作。这 样很多重复的代码就不需要重新编写和调试了，编写驱动程序的难度 有所下降。这些抽象包括如下几个方面： 1．电源管理 2．即插即用设备支持 3．与用户空间的通信
11.3.1 设备驱动模型结构
在Linux设备驱动模型中，设备驱动模型在内核中的关系 用kobject结构体来表组织。在用户空间的关系用sysfs文件系统 的结构来表示。如图所示，左边是bus子系统在内核中的关系， 使用kobject结构体来组织。右边是sysfs文件系统的结构关系， 使用目录和文件来表示。左边的kobject和右边的目录或者文件 是一一对应的关系，如果左边有一个kobject对象，那么右边就 对应一个目录。文件表示该kobject的属性，并不于kobject相对 应。
第11章 设备驱动模型
在早期的Linux内核中并没有为设备驱动提供统一的设 备模型。随着内核的不断庞大和系统的不断复杂，编写一个 驱动程序越来越困难，所以在Linux 2.6内核中添加了一个统 一的设备模型。这样，写设备驱动程序就稍微容易一些了。 本章将对设备模型进行详细的介绍。
11.1 设备驱动模型概述
kobject
name ktype parent ...
kobj_type
release ... sysfs_ops attribute
attribute
name owner mode
操作
sysfs_ops
show store
11.3 注册kobject到sysfs中的实例
为了对kobject对象有一个清晰的认识，这里将尽快给读 者展现一个完整的实例代码。在讲解这个实例代码之前，需 要重点讲解一下到目前为止，我们需要知道的设备驱动模型 结构。