Linux下的设备驱动程序的编写

王朝system·作者佚名  2006-01-09
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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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