2015-08-10 14:42:59 21cnbao 阅读数 15607

《Linux设备驱动开发详解:基于最新的Linux 4.0内核》


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China-pub 8月新书销售榜



推荐序一

  技术日新月异,产业斗转星移,滚滚红尘,消逝的事物太多,新事物的诞生也更迅猛。众多新生事物如灿烂烟花,转瞬即逝。当我们仰望星空时,在浩如烟海的专业名词中寻找,赫然发现,Linux的生命力之旺盛顽强,斗志之昂扬雄壮,令人称奇。它正以摧枯拉朽之势迅速占领包括服务器、云计算、消费电子、工业控制、仪器仪表、导航娱乐等在内的众多应用领域,并逐步占据许多WINCE、VxWorks的传统嵌入式市场。

  Linux所及之处,所向披靡。这与Linux的社区式开发模式,迅速的迭代不无关系。Linux每2~3月更新一次版本,吸纳新的体系架构、芯片支持、驱动、内核优化和新特性,这使得Linux总是能够在第一时间内迎合用户的需求,快速地适应瞬息万变的市场。由Linux以及围绕着Linux进行产品研发的众多企业和爱好者构成了一个庞大的Linux生态圈。而本书,无疑给这个庞大的生态圈注入了养料。

  然而,养料的注入应该是持续不断的。至今,Linux内核的底层BSP、驱动框架和内核实现发生了许多变更,本书涵盖了这些新的变化,这将给予开发者更多新的帮助。内核的代码不断重构并最优化,而本书也无疑是一次重大的重构。

  生命不息,重构不止。

  周立功

  推荐序二

  在翻译了《Understanding the Linux Kernel》和《Linux Kernel Development》这两本书后,每当有读者询问如何学习Linux内核时,我都不敢贸然给出建议。如此庞大的内核,各个子系统之间的关系错综复杂,代码不断更新和迭代,到底该从何入手?你的出发点是哪里?你想去的彼岸又是哪里?相应的学习方法都不同。

  一旦踏入Linux内核领域,要精通Linux内核的精髓,几乎没有捷径可走。尽管通往山顶的路有无数条,但每条路上都布满荆棘,或许时间和毅力才是斩荆披棘的利器。

  从最初到现在,Linux内核的版本更新达上千个,代码规模不断增长,平均每个版本的新增代码有4万行左右。在源代码的10个主要子目录(arch、init、include、kernel、mm、IPC、fs、lib、net、drivers)中,驱动程序的代码量呈线性增长趋势。

  从软件工程角度来看内核代码的变化规律,Linux的体系结构相对稳定,子系统数变化不大,平均每个模块的复杂度呈下降趋势,但系统整体规模和复杂性分别呈超线性和接近线性增长趋势。drivers和arch等模块的快速变化是引起系统复杂性增加的主因。那么,在代码量最多的驱动程序中,有什么规律可循?最根本的又是什么?

  本书更多的是关于Linux内核代码背后机理的讲解,呈现给读者的是一种思考方法,让读者能够在思考中举一反三。尽管驱动程序只是内核的一个子系统,但Linux内核是一种整体结构,牵一发而动全局,对Linux内核其他相关知识的掌握是开发驱动的基础。本书的内容包括中断、定时器、进程生命周期、uevent、并发、编译乱序、执行乱序、等待队列、I/O模型、内存管理等,实例代码也被大幅重构。

  明代著名的思想家王明阳有句名言“知而不行,是为不知;行而不知,可以致知”。因此在研读本书时,你一定要亲身实践,在实践之后要提升思考,如此,你才可以越过代码本身而看到内核的深层机理。

  陈莉君

  西安邮电大学


媒体评论

  十多年前,我在海外一家路由器公司从事底层软件开发时,一本《Linux Device Driver》(LDD)使我受益匪浅。近年来,我在从事基于ARM的嵌入式操作系统教学时发现,很多Linux设备驱动中的新技术,比如Device Tree、sysfs等,在LDD3中均没有涉及。而市面上的翻译书晦涩难懂,有的还不如英文原书好理解。宋宝华是我尊敬的技术人员,十年如一日,在Linux内核及设备驱动领域潜心耕耘,堪称大师。本书无论从汉语的遣词造句,案例的深入浅出,还是对前沿技术的掌握,对难点技术丝丝入扣的分析,都体现出了强烈的“工匠精神”,堪称经典,值得推荐。
  ——Xilinx前大中华区大学计划经理、慕客信CEO  谢凯年


  设备驱动程序是连接计算机软件和硬件的纽带和桥梁,开发者在嵌入式操作系统的开发移植过程中,有将近70%~80%的精力都用在了驱动程序的开发与调试方面。这就对设备驱动程序开发人员提出了极高的要求。开发者不仅要同时具备软件和硬件的知识和经验,而且还要不断地学习、更新自己,以便跟上嵌入式系统日新月异的发展。研究前人的总结和动手实践是不断提高自己的有效途径。虽然市面上已经有多种设备驱动的书籍,但本书在总结Linux设备驱动程序方面仍然非常具有特色。它用理论联系实际,尤其是提供了大量的实例,对读者深入地理解并掌握各种驱动程序的编写大有裨益。
  ——飞思卡尔半导体(中国)有限公司数字网络软件技术方案部总监  杨欣欣博士


  一位优秀的设备驱动开发工程师需要具备多年嵌入式软件和硬件开发经验的积累,本书针对Linux设备驱动开发相关的设计思想、框架、内核,深入浅出,结合代码,从理论到实践进行重点讲解。毫无疑问,本书可谓一把通向设备驱动大师殿堂之门的金钥匙,它将激发你的味蕾,带你“品尝”嵌入式设备驱动开发这道“美味佳肴”,掩卷沉思,意味深长。
  ——ARM中国在线社区经理   宋斌


  作者长期从事嵌入式Linux开发和教学工作,擅长Linux驱动开发,并跟踪开源软件和嵌入式处理器技术的最新发展,撰写本书,书中内容新鲜实用。作者针对ARM和移动便携式设备的兴起,在书中添加了ARM Linux 设备树和Linux电源管理系统架构及驱动的内容,书中关于Linux设备驱动的软件架构思想的章节也很有特色。
  ——中国软件行业协会嵌入式系统分会副理事长 何小庆


封面:


2013-01-02 19:31:52 yongmi 阅读数 1674

Linux内核编译 一文中介绍了Linux 2.6内核的编译与安装工作,今天介绍一下Linux设备驱动开发的hello, world程序。

进行Linux设备驱动开发必须准备好Linux内核编译环境,设备驱动程序依赖于这个环境。

下面是一个完整的hello, world驱动程序。

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>

static int __init
hello_init(void)
{
	printk("Hello, world!\n");
	return 0;
}


module_init(hello_init);


static void __exit
hello_exit(void)
{
	printk("Goodbye, world!\n");
}

module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Valerie Henson <val@nmt.edu>");
MODULE_DESCRIPTION("\"Hello, world!\" minimal module");
MODULE_VERSION("printk");
首先初始化函数和退出函数都声明为static类型,这是因为这两个函数不会被外部其它代码调用。__init关键字告诉内核这是一个设备驱动程序的初始化函数,内核会并且只会调用一次该函数来进行驱动程序的初始化工作。同理,__exit关键字告诉内核这是一个设备驱动程序的退出函数,内核会并且只会调用一次该函数进行驱动程序的退出工作。

module_init(hello_init)用于设置设备驱动程序的初始化函数,module_exit(hello_exit)用于设置驱动程序的退出函数。

MODULE_LICENSE设置程序许可协议。如果不设置许可协议,内核会发出警告信息,设置内核某些功能不能被使用。

MODULE_AUTHOR设置程序作者。

MODULE_DESCRIPTION设置程序描述信息。

MODULE_VERSION设置程序版本。


程序的makefile如下:

obj-m := hello_printk.o 

KDIR  := /lib/modules/$(shell uname -r)/build

PWD   := $(shell pwd)

default:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

obj-m指明需要编译成的驱动程序,o文件由相应的c文件编译得到。如果需要多个文件可以使用module-objs来列出多文件。

KDIR是内核驱动模块位置。

PWD是当前目录。

default是makefile默认目标。


进入makefile所在目录,运行make并将hello, world加载到内核。

yongmi@yongmi-hn:~/ldd/hello_printk$ make
make -C /lib/modules/2.6.32-5-686/build M=/home/yongmi/ldd/hello_printk modules
make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-headers-2.6.32-5-686'
  Building modules, stage 2.
  MODPOST 1 modules
make[1]: Leaving directory `/usr/src/linux-headers-2.6.32-5-686'
yongmi@yongmi-hn:~/ldd/hello_printk$ su
Password: 
root@yongmi-hn:/home/yongmi/ldd/hello_printk# insmod hello_printk.ko 
root@yongmi-hn:/home/yongmi/ldd/hello_printk# dmesg | tail
[234781.145121] rtw_set_ps_mode(): Busy Traffic , Leave 802.11 power save..
[234781.145446] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 0, SmartPS = 0
[234782.518827] survey done event(19)
[234783.704198] rtw_set_ps_mode(): Enter 802.11 power save mode...
[234783.704205] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 1, SmartPS = 2
[234791.704197] rtw_set_ps_mode(): Busy Traffic , Leave 802.11 power save..
[234791.704316] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 0, SmartPS = 0
[234793.704205] rtw_set_ps_mode(): Enter 802.11 power save mode...
[234793.704214] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 1, SmartPS = 2
[234793.851115] Hello, world!
root@yongmi-hn:/home/yongmi/ldd/hello_printk# 

可以看到驱动程序初始化函数被调用,在日志文件中有hello, world字符串。


现在将hello, world驱动卸载下来:

root@yongmi-hn:/home/yongmi/ldd/hello_printk# rmmod hello_printk
root@yongmi-hn:/home/yongmi/ldd/hello_printk# dmesg | tail
[234975.704231] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 1, SmartPS = 2
[234977.704225] rtw_set_ps_mode(): Busy Traffic , Leave 802.11 power save..
[234977.704340] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 0, SmartPS = 0
[234979.704223] rtw_set_ps_mode(): Enter 802.11 power save mode...
[234979.704230] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 1, SmartPS = 2
[234989.704231] rtw_set_ps_mode(): Busy Traffic , Leave 802.11 power save..
[234989.704331] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 0, SmartPS = 0
[234991.704226] rtw_set_ps_mode(): Enter 802.11 power save mode...
[234991.704234] rtl8192c_set_FwPwrMode_cmd(): Mode = 1, SmartPS = 2
[234993.696774] Goodbye, world!
root@yongmi-hn:/home/yongmi/ldd/hello_printk#

内核调用了退出函数,并打印了Goodbye, world字符串。


本文简要介绍了Linux设备驱动开发信息,程序中用到的代码可以在这里下载。



参考资料:

《Linux设备驱动开发》

Linux设备驱动Hello World程序介绍

hello,Kernel!

2014-05-03 18:00:33 luzhuioa 阅读数 437
http://oss.org.cn/kernel-book/ldd3/index.html 1. 第一章 设备驱动简介 1.1. 驱动程序的角色 1.2. 划分内核 1.2.1. 可加载模块 1.3. 设备和模块的分类 1.4. 安全问题 1.5. 版本编号 1.6. 版权条款 1.7. 加入内核开发社团 1.8. 本书的内容 2. 建立和运行模块 2.1. 设置你的测试系统 2.2. Hello World 模块 2.3. 内核模块相比于应用程序 2.3.1. 用户空间和内核空间 2.3.2. 内核的并发 2.3.3. 当前进程 2.3.4. 几个别的细节 2.4. 编译和加载 2.4.1. 编译模块 2.4.2. 加载和卸载模块 2.4.3. 版本依赖 2.4.4. 平台依赖性 2.5. 内核符号表 2.6. 预备知识 2.7. 初始化和关停 2.7.1. 清理函数 2.7.2. 初始化中的错误处理 2.7.3. 模块加载竞争 2.8. 模块参数 2.9. 在用户空间做 2.10. 快速参考 3. 字符驱动 3.1. scull 的设计 3.2. 主次编号 3.2.1. 设备编号的内部表示 3.2.2. 分配和释放设备编号 3.2.3. 主编号的动态分配 3.3. 一些重要数据结构 3.3.1. 文件操作 3.3.2. 文件结构 3.3.3. inode 结构 3.4. 字符设备注册 3.4.1. scull 中的设备注册 3.4.2. 老方法 3.5. open 和 release 3.5.1. open 方法 3.5.2. release 方法 3.6. scull 的内存使用 3.7. 读和写 3.7.1. read 方法 3.7.2. write 方法 3.7.3. readv 和 writev 3.8. 使用新设备 3.9. 快速参考 4. 调试技术 4.1. 内核中的调试支持 4.2. 用打印调试 4.2.1. printk 4.2.2. 重定向控制台消息 4.2.3. 消息是如何记录的 4.2.4. 打开和关闭消息 4.2.5. 速率限制 4.2.6. 打印设备编号 4.3. 用查询来调试 4.3.1. 使用 /proc 文件系统 4.3.2. ioctl 方法 4.4. 使用观察来调试 4.5. 调试系统故障 4.5.1. oops 消息 4.5.2. 系统挂起 4.6. 调试器和相关工具 4.6.1. 使用 gdb 4.6.2. kdb 内核调试器 4.6.3. kgdb 补丁 4.6.4. 用户模式 Linux 移植 4.6.5. Linux 追踪工具 4.6.6. 动态探针 5. 并发和竞争情况 5.1. scull 中的缺陷 5.2. 并发和它的管理 5.3. 旗标和互斥体 5.3.1. Linux 旗标实现 5.3.2. 在 scull 中使用旗标 5.3.3. 读者/写者旗标 5.4. Completions 机制 5.5. 自旋锁 5.5.1. 自旋锁 API 简介 5.5.2. 自旋锁和原子上下文 5.5.3. 自旋锁函数 5.5.4. 读者/写者自旋锁 5.6. 锁陷阱 5.6.1. 模糊的规则 5.6.2. 加锁顺序规则 5.6.3. 细 -粗- 粒度加锁 5.7. 加锁的各种选择 5.7.1. 不加锁算法 5.7.2. 原子变量 5.7.3. 位操作 5.7.4. seqlock 锁 5.7.5. 读取-拷贝-更新 5.8. 快速参考 6. 高级字符驱动操作 6.1. ioctl 接口 6.1.1. 选择 ioctl 命令 6.1.2. 返回值 6.1.3. 预定义的命令 6.1.4. 使用 ioctl 参数 6.1.5. 兼容性和受限操作 6.1.6. ioctl 命令的实现 6.1.7. 不用 ioctl 的设备控制 6.2. 阻塞 I/O 6.2.1. 睡眠的介绍 6.2.2. 简单睡眠 6.2.3. 阻塞和非阻塞操作 6.2.4. 一个阻塞 I/O 的例子 6.2.5. 高级睡眠 6.2.6. 测试 scullpipe 驱动 6.3. poll 和 select 6.3.1. 与 read 和 write 的交互 6.3.2. 底层的数据结构 6.4. 异步通知 6.4.1. 驱动的观点 6.5. 移位一个设备 6.5.1. llseek 实现 6.6. 在一个设备文件上的存取控制 6.6.1. 单 open 设备 6.6.2. 一次对一个用户限制存取 6.6.3. 阻塞 open 作为对 EBUSY 的替代 6.6.4. 在 open 时复制设备 6.7. 快速参考 7. 时间, 延时, 和延后工作 7.1. 测量时间流失 7.1.1. 使用 jiffies 计数器 7.1.2. 处理器特定的寄存器 7.2. 获知当前时间 7.3. 延后执行 7.3.1. 长延时 7.3.2. 短延时 7.4. 内核定时器 7.4.1. 定时器 API 7.4.2. 内核定时器的实现 7.5. Tasklets 机制 7.6. 工作队列 7.6.1. 共享队列 7.7. 快速参考 7.7.1. 时间管理 7.7.2. 延迟 7.7.3. 内核定时器 7.7.4. Tasklets 机制 7.7.5. 工作队列 8. 分配内存 8.1. kmalloc 的真实故事 8.1.1. flags 参数 8.1.2. size 参数 8.2. 后备缓存 8.2.1. 一个基于 Slab 缓存的 scull: scullc 8.2.2. 内存池 8.3. get_free_page 和其友 8.3.1. 一个使用整页的 scull: scullp 8.3.2. alloc_pages 接口 8.3.3. vmalloc 和 其友 8.3.4. 一个使用虚拟地址的 scull : scullv 8.4. 每-CPU 的变量 8.5. 获得大量缓冲 8.5.1. 在启动时获得专用的缓冲 8.6. 快速参考 9. 与硬件通讯 9.1. I/O 端口和 I/O 内存 9.1.1. I/O 寄存器和常规内存 9.2. 使用 I/O 端口 9.2.1. I/O 端口分配 9.2.2. 操作 I/O 端口 9.2.3. 从用户空间的 I/O 存取 9.2.4. 字串操作 9.2.5. 暂停 I/O 9.2.6. 平台依赖性 9.3. 一个 I/O 端口例子 9.3.1. 并口纵览 9.3.2. 一个例子驱动 9.4. 使用 I/O 内存 9.4.1. I/O 内存分配和映射 9.4.2. 存取 I/O 内存 9.4.3. 作为 I/O 内存的端口 9.4.4. 重用 short 为 I/O 内存 9.4.5. 在 1 MB 之下的 ISA 内存 9.4.6. isa_readb 和其友 9.5. 快速参考 10. 中断处理 10.1. 准备并口 10.2. 安装一个中断处理 10.2.1. /proc 接口 10.2.2. 自动检测 IRQ 号 10.2.3. 快速和慢速处理 10.2.4. 实现一个处理 10.2.5. 处理者的参数和返回值 10.2.6. 使能和禁止中断 10.3. 前和后半部 10.3.1. Tasklet 实现 10.3.2. 工作队列 10.4. 中断共享 10.4.1. 安装一个共享的处理者 10.4.2. 运行处理者 10.4.3. /proc 接口和共享中断 10.5. 中断驱动 I/O 10.5.1. 一个写缓存例子 10.6. 快速参考 11. 内核中的数据类型 11.1. 标准 C 类型的使用 11.2. 安排一个明确大小给数据项 11.3. 接口特定的类型 11.4. 其他移植性问题 11.4.1. 时间间隔 11.4.2. 页大小 11.4.3. 字节序 11.4.4. 数据对齐 11.4.5. 指针和错误值 11.5. 链表 11.6. 快速参考 12. PCI 驱动 12.1. PCI 接口 12.1.1. PCI 寻址 12.1.2. 启动时间 12.1.3. 配置寄存器和初始化 12.1.4. MODULEDEVICETABLE 宏 12.1.5. 注册一个 PCI 驱动 12.1.6. 老式 PCI 探测 12.1.7. 使能 PCI 设备 12.1.8. 存取配置空间 12.1.9. 存取 I/O 和内存空间 12.1.10. PCI 中断 12.1.11. 硬件抽象 12.2. 回顾: ISA 12.2.1. 硬件资源 12.2.2. ISA 编程 12.2.3. 即插即用规范 12.3. PC/104 和 PC/104+ 12.4. 其他的 PC 总线 12.4.1. MCA 总线 12.4.2. EISA 总线 12.4.3. VLB 总线 12.5. SBus 12.6. NuBus 总线 12.7. 外部总线 12.8. 快速参考 13. USB 驱动 13.1. USB 设备基础知识 13.1.1. 端点 13.1.2. 接口 13.1.3. 配置 13.2. USB 和 sysfs 13.3. USB 的 Urbs 13.3.1. 结构 struct urb 13.3.2. 创建和销毁 urb 13.3.3. 提交 urb 13.3.4. 完成 urb: 完成回调处理者 13.3.5. 取消 urb 13.4. 编写一个 USB 驱动 13.4.1. 驱动支持什么设备 13.4.2. 注册一个 USB 驱动 13.4.3. 提交和控制一个 urb 13.5. 无 urb 的 USB 传送 13.5.1. usb_bulk_msg 接口 13.5.2. usb_control_msg 接口 13.5.3. 使用 USB 数据函数 13.6. 快速参考 14. Linux 设备模型 14.1. Kobjects, Ksets 和 Subsystems 14.1.1. Kobject 基础 14.1.2. kobject 层次, kset, 和子系统 14.2. 低级 sysfs 操作 14.2.1. 缺省属性 14.2.2. 非缺省属性 14.2.3. 二进制属性 14.2.4. 符号连接 14.3. 热插拔事件产生 14.3.1. 热插拔操作 14.4. 总线, 设备, 和驱动 14.4.1. 总线 14.4.2. 设备 14.4.3. 设备驱动 14.5. 类 14.5.1. class_simple 接口 14.5.2. 完整的类接口 14.6. 集成起来 14.6.1. 添加一个设备 14.6.2. 去除一个设备 14.6.3. 添加一个驱动 14.6.4. 去除一个驱动 14.7. 热插拔 14.7.1. 动态设备 14.7.2. /sbin/hotplug 工具 14.7.3. 使用 /sbin/hotplug 14.8. 处理固件 14.8.1. 内核固件接口 14.8.2. 它如何工作 14.9. 快速参考 14.9.1. Kobjects结构 14.9.2. sysfs 操作 14.9.3. 总线, 设备, 和驱动 14.9.4. 类 14.9.5. 固件 15. 内存映射和 DMA 15.1. Linux 中的内存管理 15.1.1. 地址类型 15.1.2. 物理地址和页 15.1.3. 高和低内存 15.1.4. 内存映射和 struct page 15.1.5. 页表 15.1.6. 虚拟内存区 15.1.7. 进程内存映射 15.2. mmap 设备操作 15.2.1. 使用 remap_pfn_range 15.2.2. 一个简单的实现 15.2.3. 添加 VMA 的操作 15.2.4. 使用 nopage 映射内存 15.2.5. 重新映射特定 I/O 区 15.2.6. 重新映射 RAM 15.2.7. 重映射内核虚拟地址 15.3. 进行直接 I/O 15.3.1. 异步 I/O 15.4. 直接内存存取 15.4.1. 一个 DMA 数据传输的概况 15.4.2. 分配 DMA 缓冲 15.4.3. 总线地址 15.4.4. 通用 DMA 层 15.4.5. ISA 设备的 DMA 15.5. 快速参考 15.5.1. 介绍性材料 15.5.2. 实现 mmap 15.5.3. 实现直接 I/O 15.5.4. 直接内存存取 16. 块驱动 16.1. 注册 16.1.1. 块驱动注册 16.1.2. 磁盘注册 16.1.3. 在 sbull 中的初始化 16.1.4. 注意扇区大小 16.2. 块设备操作 16.2.1. open 和 release 方法 16.2.2. 支持可移出的介质 16.2.3. ioctl 方法 16.3. 请求处理 16.3.1. 对请求方法的介绍 16.3.2. 一个简单的请求方法 16.3.3. 请求队列 16.3.4. 请求的分析 16.3.5. 请求完成函数 16.4. 一些其他的细节 16.4.1. 命令预准备 16.4.2. 被标识的命令排队 16.5. 快速参考 17. 网络驱动 17.1. snull 是如何设计的 17.1.1. 分配 IP 号 17.1.2. 报文的物理传送 17.2. 连接到内核 17.2.1. 设备注册 17.2.2. 初始化每一个设备 17.2.3. 模块卸载 17.3. net_device 结构的详情 17.3.1. 全局信息 17.3.2. 硬件信息 17.3.3. 接口信息 17.3.4. 设备方法 17.3.5. 公用成员 17.4. 打开与关闭 17.5. 报文传送 17.5.1. 控制发送并发 17.5.2. 传送超时 17.5.3. 发散/汇聚 I/O 17.6. 报文接收 17.7. 中断处理 17.8. 接收中断缓解 17.9. 连接状态的改变 17.10. Socket 缓存 17.10.1. 重要成员变量 17.10.2. 作用于 socket 缓存的函数 17.11. MAC 地址解析 17.11.1. 以太网使用 ARP 17.11.2. 不考虑 ARP 17.11.3. 非以太网头部 17.12. 定制 ioctl 命令 17.13. 统计信息 17.14. 多播 17.14.1. 多播的内核支持 17.14.2. 典型实现 17.15. 几个其他细节 17.15.1. 独立于媒介的接口支持 17.15.2. ethtool 支持 17.15.3. netpoll 17.16. 快速参考 18. TTY 驱动 18.1. 一个小 TTY 驱动 18.1.1. 结构 struct termios 18.2. tty_driver 函数指针 18.2.1. open 和 close 18.2.2. 数据流 18.2.3. 其他缓冲函数 18.2.4. 无 read 函数? 18.3. TTY 线路设置 18.3.1. set_termios 函数 18.3.2. tiocmget 和 tiocmset 18.4. ioctls 函数 18.5. TTY 设备的 proc 和 sysfs 处理 18.6. tty_driver 结构的细节 18.7. tty_operaions 结构的细节 18.8. tty_struct 结构的细节 18.9. 快速参考
2016-09-27 11:24:24 XScxy 阅读数 327

1、Linux 设备驱动的重点难点

1、编写Linux设备驱动要求工程师有非常好的硬件基础,懂得SRAM、Flash、SDRAM、磁盘读写方式,UART、I2C、USB等设备的借口以及轮询、中断、DMA的原理,PCI总线的工作方式以及CPU的内存管理单元MMU等。

2、编写Linux设备驱动要求工程师有非常好的C语言基础,能够灵活运用C语言的结构体、指针、函数指针以及内存动态申请和释放等。

3、有一定的内核基础,虽然不要求对各个部分深入研究,但是至少要明白驱动和内核的接口。尤其是对块设备、网络设备、Flash设备、串口设备。

4、编写Linux设备驱动要求工程师有非常好的多任务并发控制和同步基础,因为驱动中需要大量使用自旋锁、互斥、信号量、等待队列等并发和同步机制

2、工具链安装

在驱动移植的时候,需要交叉编译,此时需要安装工具链

1、获取工具链,一般需要从个硬件平台厂商下载

2、解压并存放目录(例:、usr/local/arm/4.2.2-eabi)

3、设置环境变量:编辑/etc/profile文件,在文件末尾添加:

PATH=“$PATH:/usr/local/4.2.2-eabi/usr/bin”

export PATH

是环境变量生效,在终端输入命令

source /etc/profile

另外、也可以修改HOME目录下的.bashrc 来将/usr/local/4.2.2-eabi/usr/bin 添加到PATH中:

export PATH=PATH:/usr/local/4.2.2-eabi/usr/bin/:$PATH 

4、检测环境变量是否设置成功

在终端输入:echo $PATH,如果输出的路径中包含了/usr/local/4.2.2-eabi/usr/bin 则说明设置成功。

5、测试交叉编译工具链

在终端输入命令”arm-linux-gcc -v“ 

3、主机端nfs和tftp服务安装

4、源代码阅读和编辑

Linux环境下常见的方式Vim+cscope或者Vim+ctags(使用方法待补充)

2011-06-20 15:45:00 liuqiqi677 阅读数 7818

      近期做的工作主要有两个,一是将dvsdk_4中的video_copy项目移植到自己的板子上,在参考资料极其匮乏的情况下,本人继续发扬艰苦奋斗的作风和打不死的小强精神,终于将Omap3530中的DSP成功地跑起来了。另一个工作就是开始学习Linux设备驱动开发,为编写新设备的驱动做准备。dvsdk的内容比较庞杂,所做的工作还在整理之中,后面我会发出来。Linux设备驱动开发的资料很多,我只是将我自己所做的工作记录下来,供和我一样的初学者参考,以后再回来查看的时候也方便一些。文中不足之处还请大家多多指点~~

      Linux内核源码有一半是由驱动组成的,驱动在Linux完成其强大功能中扮演重要角色,而在开发自己的系统时,有时会发现无法再现成代码中找到支持特定的硬件的驱动,这是就需要自己动手,才能“丰衣足食”了。^_^

      自古以来,学习一门新编程语言的第一步就是写一个打印“hello world”的程序,在本文中,我们将用同样的方式学习编写一个简单的内核模块设备驱动程序。

      首先,新建一个hello.c文件:

        #include <linux/init.h>
        #include <linux/module.h>

        MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

        static int hello_init(void)
        {
                printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");
        }

        static void hello_exit(void)
        {
                printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");
        }

        module_init(hello_init);
        module_exit(hello_exit);

      这个模块定义了两个函数,一个在模块加载到内核时被调用(hello_init),一个在模块去除时被调用(hello_exit)。module_init和module_exit这几行使用了特别的内核宏来指出这两个函数的角色。另一个特别的宏(MODULE_LICENSE)是用来告知内核,该模块带有一个自由的许可证,没有这样的说明,在模块加载时内核会报错。

      printk函数在Linux内核中定义并且对模块可用,它与标准C库函数printf的行为相似。内核需要它自己的打印函数,因为没有C库的支持。字串KERN_ALERT是消息的优先级。在此模块中指定了一个高优先级,因为使用默认优先级的消息可能不会直接显示,这依赖于运行的内核版本、klogd守护进程的版本以及配置。

      为了编译模块文件,可以创建一个Makefile文件,对本例来说,非常简单,只需一行即可,命令如下:

        obj-m := hello.o

     obj-m指出将要编译成的内核模块列表。*.o 格式文件会自动地由相应的 *.c 文件生成(不需要显式地罗列所有源代码文件)

     如果要把上述程序编译为一个运行时加载和删除的模块,则编译命令如下所示。

       make -C /usr/src/kernels/2.6.25-14.fc9.i686 M=$PWD modules

     这个命令首先是改变目录到用 -C 选项指定的位置(即内核源代码目录,这个参数要根据自己的情况而定)。这个 M= 选项使Makefile在构造modules目标前,返回到模块源码目录。然后,modules目标指向obj-m变量中设定的模块。这里的编译规则的意思是:在包含内核源代码位置的地方进行make,然后再编译 $PWD (当前)目录下的modules。这里允许我们使用所有定义在内核源代码树下的所有规则来编译我们的内核模块。

      编译完毕之后,就会在源代码目录下生成hello.ko文件,这就是内核驱动模块了。我们使用下面的命令来加载hello模块。

       insmod hello.ko

      下列命令完成相反的过程,即卸载hello模块。

       rmmod hello

      这时,你会发现终端里什么输出也没有,不用急,因为printk是内核输出函数,要查看的话,还要执行下列指令。

       dmesg | tail

      这时,在终端里就会打印出内核信息了,如下图所示。

      至此,一个最简单的内核模块驱动程序就完成了。^_^

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