linux大数据驱动

⑴ linux网络设备驱动的具体结构

Linux网络设备驱动程序的体系结构从上到下可以划分为4层，依次为网络协议接口层、网络设备接口层、提供实际功能的设备驱动功能层以及网络设备与媒介层，这4层的作用如下所示：
1）网络协议接口层向网络层协议提供统一的数据包收发接口，不论上层协议是ARP，还是IP，都通过dev_queue_xmit() 函数发送数据，并通过netif rx ()函数接收数据。这一层的存在使得上层协议独立于具体的设备。
2）网络设备接口层向协议接口层提供统一的用于描述具体网络设备属性和操作的结构体net device,该结构体是设备驱动功能层中各函数的容器。实际上，网络设备接口层从宏观上规划了具体操作硬件的设备驱动功能层的结构。
3）设备驱动功能层的各函数是网络设备接口层net_device数据结构的具体成员，是驱使网络设备硬件完成相应动作的程序，它通过hard_start_ xmit ()函数启动发送操作，并通过网络设备上的中断触发接收操作。
4）网络设备与媒介层是完成数据包发送和接收的物理实体，包括网络适配器和具体的传输媒介，网络适配器被设备驱动功能层中的函数在物理上驱动。对于Linux系统而言，网络设备和媒介都可以是虚拟的。

⑵ linux USB驱动资料

《LINUX设备驱动程序》

USB骨架程序（usb-skeleton），是驱动程序的基础，通过对它源码的学习和理解，可以使我们迅速地了解USB驱动架构，迅速地开发我们自己的USB硬件的驱动。
前言
在上篇《Linux下的硬件驱动--USB设备（上）（驱动配制部分）》中，我们知道了在Linux下如何去使用一些最常见的USB设备。但对于做系统设计的程序员来说，这是远远不够的，我们还需要具有驱动程序的阅读、修改和开发能力。在此下篇中，就是要通过简单的USB驱动的例子，随您一起进入 USB驱动开发的世界。
USB驱动开发
在掌握了USB设备的配置后，对于程序员，我们就可以尝试进行一些简单的USB驱动的修改和开发了。这一段落，我们会讲解一个最基础USB框架的基础上，做两个小的USB驱动的例子。
USB骨架
在Linux kernel源码目录中driver/usb/usb-skeleton.c为我们提供了一个最基础的USB驱动程序。我们称为USB骨架。通过它我们仅需要修改极少的部分，就可以完成一个USB设备的驱动。我们的USB驱动开发也是从她开始的。
那些linux下不支持的USB设备几乎都是生产厂商特定的产品。如果生产厂商在他们的产品中使用自己定义的协议，他们就需要为此设备创建特定的驱动程序。当然我们知道，有些生产厂商公开他们的USB协议，并帮助Linux驱动程序的开发，然而有些生产厂商却根本不公开他们的USB协议。因为每一个不同的协议都会产生一个新的驱动程序，所以就有了这个通用的USB驱动骨架程序， 它是以pci 骨架为模板的。
如果你准备写一个linux驱动程序，首先要熟悉USB协议规范。USB主页上有它的帮助。一些比较典型的驱动可以在上面发现，同时还介绍了USB urbs的概念，而这个是usb驱动程序中最基本的。
Linux USB 驱动程序需要做的第一件事情就是在Linux USB 子系统里注册，并提供一些相关信息，例如这个驱动程序支持那种设备，当被支持的设备从系统插入或拔出时，会有哪些动作。所有这些信息都传送到USB 子系统中，在usb骨架驱动程序中是这样来表示的：
static struct usb_driver skel_driver = {
name: "skeleton",
probe: skel_probe,
disconnect: skel_disconnect,
fops: &skel_fops,
minor: USB_SKEL_MINOR_BASE,
id_table: skel_table,
};
变量name是一个字符串，它对驱动程序进行描述。probe 和disconnect 是函数指针，当设备与在id_table 中变量信息匹配时，此函数被调用。
fops和minor变量是可选的。大多usb驱动程序钩住另外一个驱动系统，例如SCSI，网络或者tty子系统。这些驱动程序在其他驱动系统中注册，同时任何用户空间的交互操作通过那些接口提供，比如我们把SCSI设备驱动作为我们USB驱动所钩住的另外一个驱动系统，那么我们此USB设备的 read、write等操作，就相应按SCSI设备的read、write函数进行访问。但是对于扫描仪等驱动程序来说，并没有一个匹配的驱动系统可以使用，那我们就要自己处理与用户空间的read、write等交互函数。Usb子系统提供一种方法去注册一个次设备号和file_operations函数指针，这样就可以与用户空间实现方便地交互。

⑶ Linux驱动程序的工作原理

由于你的问题太长我只好转载别人的手打的太累不好意思~~~
Linux是Unix***作系统的一种变种,在Linux下编写驱动程序的原理和

思想完全类似于其他的Unix系统,但它dos或window环境下的驱动程序有很大的

区别.在Linux环境下设计驱动程序,思想简洁,***作方便,功芤埠芮看?但是

支持函数少,只能依赖kernel中的函数,有些常用的***作要自己来编写,而且调

试也不方便.本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序,

获得了一些经验,愿与Linux fans共享,有不当之处,请予指正.

以下的一些文字主要来源于khg,johnsonm的Write linux device driver,

Brennan's Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,还有清华BBS上的有关

device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时,有的还有一些错误,我依

据自己的试验结果进行了修正.

一. Linux device driver 的概念

系统调用是***作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是***作系统

内核和机器硬件之间的接口.设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样

在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件, 应用程序可以象***作普通文件

一样对硬件设备进行***作.设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:

1.对设备初始化和释放.

2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据.

3.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.

4.检测和处理设备出现的错误.

在Linux***作系统下有两类主要的设备文件类型,一种是字符设备,另一种是

块设备.字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际

的硬件I/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缓冲区,

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I/O***作.块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间

来等待.

已经提到,用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道.每个设备文件都

都有其文件属性(c/b),表示是字符设备还蔤强樯璞?另外每个文件都有两个设

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,比如有两个软盘,就可以用从设备号来区分

他们.设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号

一致,否则用户进程将无法访问到驱动程序.

最后必须提到的是,在用户进程调用驱动程序时,系统进入核心态,这时不再是

抢先式调度.也就是说,系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他

的工作.如果你的驱动程序陷入死循环,不幸的是你只有重新启动机器了,然后就

是漫长的fsck.//hehe

(请看下节,实例剖析)

读/写时,它首先察看缓冲区的内容,如果缓冲区的数据

如何编写Linux***作系统下的设备驱动程序

Roy G

二.实例剖析

我们来写一个最简单的字符设备驱动程序.虽然它什么也不做,但是通过它

可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器,你就会

获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel

上可能会出现问题,我还没测试过.//xixi

#define __NO_VERSION__

#include

#include

char kernel_version [] = UTS_RELEASE;

这一段定义了一些版本信息,虽然用处不是很大,但也必不可少.Johnsonm说所

有的驱动程序的开头都要包含,但我看倒是未必.

由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道,对设备文件的***作方式不外乎就

是一些系统调用,如 open,read,write,close...., 注意,不是fopen, fread.,

但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据

结构:

struct file_operations {

int (*seek) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);

int (*read) (struct inode * ,struct file *, char ,int);

int (*write) (struct inode * ,struct file *, off_t ,int);

int (*readdir) (struct inode * ,struct file *, struct dirent * ,int);

int (*select) (struct inode * ,struct file *, int ,select_table *);

int (*ioctl) (struct inode * ,struct file *, unsined int ,unsigned long

int (*mmap) (struct inode * ,struct file *, struct vm_area_struct *);

int (*open) (struct inode * ,struct file *);

int (*release) (struct inode * ,struct file *);

int (*fsync) (struct inode * ,struct file *);

int (*fasync) (struct inode * ,struct file *,int);

int (*check_media_change) (struct inode * ,struct file *);

int (*revalidate) (dev_t dev);

}

这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用.用户进程利用系统调用

在对设备文件进行诸如read/write***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,然后读取这个数据结构相应的函数指针,接着把控制

权交给该函数.这是linux的设备驱动程序工作的基本原理.既然是这样,则编写

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.

相当简单,不是吗?

下面就开始写子程序.

#include

#include

#include

#include

#include

unsigned int test_major = 0;

static int read_test(struct inode *node,struct file *file,

char *buf,int count)

{

int left;

if (verify_area(VERIFY_WRITE,buf,count) == -EFAULT )

return -EFAULT;

for(left = count left > 0 left--)

{

__put_user(1,buf,1);

buf++;

}

return count;

}

这个函数是为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.

buf 是read调用的一个参数.它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buf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.另外还有很多类似功能的

函数.请参考.在向用户空间拷贝数据之前,必须验证buf是否可用.

这就用到函数verify_area.

static int write_tibet(struct inode *inode,struct file *file,

const char *buf,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;

}

这几个函数都是空***作.实际调用发生时什么也不做，他们仅仅为下面的结构

提供函数指针。

struct file_operations test_fops = {

NULL,

read_test,

write_test,

NULL, /* test_readdir */

NULL,

NULL, /* test_ioctl */

NULL, /* test_mmap */

open_test,

release_test, NULL, /* test_fsync */

NULL, /* test_fasync */

/* nothing more, fill with NULLs */

};

设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序

可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel，另一种是编译成模块(moles),

如果编译进内核的话，会增加内核的大小，还要改动内核的源文件，而且不能

动态的卸载，不利于调试，所以推荐使用模块方式。

int init_mole(void)

{

int result;

result = register_chrdev(0, "test", &test_fops);

if (result < 0) {

printk(KERN_INFO "test: can't get major number ");

return result;

}

if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */

return 0;

}

在用insmod命令将编译好的模块调入内存时，init_mole 函数被调用。在

这里，init_mole只做了一件事，就是向系统的字符设备表登记了一个字符

设备。register_chrdev需要三个参数，参数一是希望获得的设备号，如果是

零的话，系统将选择一个没有被占用的设备号返回。参数二是设备文件名，

参数三用来登记驱动程序实际执行***作的函数的指针。

如果登记成功，返回设备的主设备号，不成功，返回一个负值。

void cleanup_mole(void)

{

unregister_chrdev(test_major, "test");

}

在用rmmod卸载模块时，cleanup_mole函数被调用，它释放字符设备test

在系统字符设备表中占有的表项。

一个极其简单的字符设备可以说写好了，文件名就叫test.c吧。

下面编译

$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c

得到文件test.o就是一个设备驱动程序。

如果设备驱动程序有多个文件，把每个文件按上面的命令行编译，然后

ld -r file1.o file2.o -o molename.

驱动程序已经编译好了，现在把它安装到系统中去。

$ insmod -f test.o

如果安装成功，在/proc/devices文件中就可以看到设备test,

并可以看到它的主设备号,。

要卸载的话，运行

$ rmmod test

下一步要创建设备文件。

mknod /dev/test c major minor

c 是指字符设备，major是主设备号，就是在/proc/devices里看到的。

用shell命令

$ cat /proc/devices | awk "\$2=="test" {print \$1}"

就可以获得主设备号，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。

minor是从设备号，设置成0就可以了。

我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。

#include

#include

#include

#include

main()

{

int testdev;

int i;

char buf[10];

testdev = open("/dev/test",O_RDWR);

if ( testdev == -1 )

{

printf("Cann't open file ");

exit(0);

}

read(testdev,buf,10);

for (i = 0; i < 10;i++)

printf("%d ",buf);

close(testdev);

}

编译运行，看看是不是打印出全1 ？

以上只是一个简单的演示。真正实用的驱动程序要复杂的多，要处理如中断，

DMA，I/O port等问题。这些才是真正的难点。请看下节，实际情况的处理。

如何编写Linux***作系统下的设备驱动程序

Roy G

三 设备驱动程序中的一些具体问题。

1. I/O Port.

和硬件打交道离不开I/O Port，老的ISA设备经常是占用实际的I/O端口，

在linux下，***作系统没有对I/O口屏蔽，也就是说，任何驱动程序都可以

对任意的I/O口***作，这样就很容易引起混乱。每个驱动程序应该自己避免

误用端口。

有两个重要的kernel函数可以保证驱动程序做到这一点。

1）check_region(int io_port, int off_set)

这个函数察看系统的I/O表，看是否有别的驱动程序占用某一段I/O口。

参数1：io端口的基地址，

参数2：io端口占用的范围。

返回值：0 没有占用， 非0，已经被占用。

2）request_region(int io_port, int off_set,char *devname)

如果这段I/O端口没有被占用，在我们的驱动程序中就可以使用它。在使用

之前，必须向系统登记，以防止被其他程序占用。登记后，在/proc/ioports

文件中可以看到你登记的io口。

参数1：io端口的基地址。

参数2：io端口占用的范围。

参数3：使用这段io地址的设备名。

在对I/O口登记后，就可以放心地用inb(), outb()之类的函来访问了。

在一些pci设备中，I/O端口被映射到一段内存中去，要访问这些端口就相当

于访问一段内存。经常性的，我们要获得一块内存的物理地址。在dos环境下，

（之所以不说是dos***作系统是因为我认为DOS根本就不是一个***作系统，它实

在是太简单，太不安全了）只要用段：偏移就可以了。在window95中，95ddk

提供了一个vmm 调用 _MapLinearToPhys,用以把线性地址转化为物理地址。但

在Linux中是怎样做的呢？

2 内存***作

在设备驱动程序中动态开辟内存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用

get_free_pages直接申请页。释放内存用的是kfree，或free_pages. 请注意，

kmalloc等函数返回的是物理地址！而malloc等返回的是线性地址！关于

kmalloc返回的是物理地址这一点本人有点不太明白：既然从线性地址到物理

地址的转换是由386cpu硬件完成的，那样汇编指令的***作数应该是线性地址，

驱动程序同样也不能直接使用物理地址而是线性地址。但是事实上kmalloc

返回的确实是物理地址，而且也可以直接通过它访问实际的RAM，我想这样可

以由两种解释，一种是在核心态禁止分页，但是这好像不太现实；另一种是

linux的页目录和页表项设计得正好使得物理地址等同于线性地址。我的想法

不知对不对，还请高手指教。

言归正传，要注意kmalloc最大只能开辟128k-16，16个字节是被页描述符

结构占用了。kmalloc用法参见khg.

内存映射的I/O口，寄存器或者是硬件设备的RAM(如显存)一般占用F0000000

以上的地址空间。在驱动程序中不能直接访问，要通过kernel函数vremap获得

重新映射以后的地址。

另外，很多硬件需要一块比较大的连续内存用作DMA传送。这块内存需要一直

驻留在内存，不能被交换到文件中去。但是kmalloc最多只能开辟128k的内存。

这可以通过牺牲一些系统内存的方法来解决。

具体做法是：比如说你的机器由32M的内存，在lilo.conf的启动参数中加上

mem=30M，这样linux就认为你的机器只有30M的内存，剩下的2M内存在vremap

之后就可以为DMA所用了。

请记住，用vremap映射后的内存，不用时应用unremap释放，否则会浪费页表。

3 中断处理

同处理I/O端口一样，要使用一个中断，必须先向系统登记。

int request_irq(unsigned int irq ,

void(*handle)(int,void *,struct pt_regs *),

unsigned int long flags,

const char *device);

irq: 是要申请的中断。

handle：中断处理函数指针。

flags：SA_INTERRUPT 请求一个快速中断，0 正常中断。

device：设备名。

如果登记成功，返回0，这时在/proc/interrupts文件中可以看你请求的

中断。

4一些常见的问题。

对硬件***作，有时时序很重要。但是如果用C语言写一些低级的硬件***作

的话，gcc往往会对你的程序进行优化，这样时序就错掉了。如果用汇编写呢，

gcc同样会对汇编代码进行优化，除非你用volatile关键字修饰。最保险的

办法是禁止优化。这当然只能对一部分你自己编写的代码。如果对所有的代码

都不优化，你会发现驱动程序根本无法装载。这是因为在编译驱动程序时要

用到gcc的一些扩展特性，而这些扩展特性必须在加了优化选项之后才能体现

出来。

关于kernel的调试工具，我现在还没有发现有合适的。有谁知道请告诉我，

不胜感激。我一直都在printk打印调试信息，倒也还凑合。

关于设备驱动程序还有很多内容，如等待/唤醒机制，块设备的编写等。

我还不是很明白，不敢乱说。

⑷ linux如何安装驱动

在Intel网站直接下载的Linux驱动是e1000-5.2.52.tar.gz(版本可能会有改变),这个压缩包里面没有编译好的.o的文件,需要在Linux系统下编译之后才能使用，
因为网卡需要编译，所以要先确认将内核源文件安装好，下面是关于内核源文件的安装
● Linux下添加内核源文件
1． 用rpm –qa|grep kernel-source查看是否安装了这个包；
如果返回结果中有kernel-source-xxx(其中xxx为当前redhat的内核版本，如rhel3为2.4.21-4EL), 即已经 安装。如无返回结果则需要安装kernel-source包。到安装光盘中找到kernel-source-xxx.i386.rpm,用下面命令安装此rpm包：
2．如果安装了用rpm -V kernel-source校验是否有文件丢失,如果没有输出，表示文件完整；
3．如果有丢失用rpm -ivh --force kernel-source-xxxx...把包重新安装一下；
这个kernel-source包，在您的RH安装光盘中，在Redhat/RPMS中，如果以前没有安装过这个包，那么用rpm -ivh kernel-source-xxxx...来安装，如果安装过，需要覆盖安装，使用rpm -ivh --force kernel-source-xxxx...这个命令强制安装。
注：AS 4 开始，没有kernel-source这个包了，取而代之的是kernel-dev这个包，检查这个包有没有安装的方法同上
● 驱动安装步骤:
1. 把这个tar文件拷贝到用户自己定义的目录中,例如:
/home/username/e1000 or /usr/local/src/e1000
2. 用tar命令解这个压缩包:
tar zxf e1000-5.2.52.tar.gz
3. 切换到驱动的src目录下:
cd e1000-5.2.52/src/
4. 编译这个驱动模块:
make
然后安装这个模块
make install
这个二进制元将被安装到如下位置:
/lib/moles//kernel/drivers/net/e1000.o
以上的路径是默认的安装位置,在某些linux版本中可能是其他位置,具体信息可以查看在驱动的 tar压缩包中的ldistrib.txt文件.
5. 安装模块:
insmod e1000 （2.6以上的版本最好使用全路径安装 P insmod /lib/moles//kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko）
6. 设定网卡IP地址：
ifconfig ethx <IP_address> x是网卡接口的号
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
若多个网卡的芯片相同可以cp ifcfg-eth0 ifcfg-eth1~~~~~~
修改下里面的drive名称就OK
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
在网卡的编译中很可能不能进行下去～这个原因除了kernel的开发包没有安装外还可能是由于开发环境不完全所引起的！
这时就需要你讲开发环境安装完成，最简单的办法就是通过 sysconfig-config-packet 安装gcc
安装完成后继续执行 make ；make install

了解更多开源相关，去LUPA社区看看吧

⑸ linux驱动程序结构框架及工作原理分别是什么

一、Linux device driver 的概念x0dx0ax0dx0a系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能:x0dx0ax0dx0a1、对设备初始化和释放；x0dx0ax0dx0a2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据；x0dx0ax0dx0a3、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；x0dx0ax0dx0a4、检测和处理设备出现的错误。x0dx0ax0dx0a在Linux操作系统下有三类主要的设备文件类型，一是字符设备，二是块设备，三是网络设备。字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/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缓冲区，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I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待。x0dx0ax0dx0a已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备?另外每个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，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序。x0dx0ax0dx0a最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。x0dx0ax0dx0a二、实例剖析x0dx0ax0dx0a我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理。把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备驱动程序。x0dx0ax0dx0a由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道，对设备文件的操作方式不外乎就是一些系统调用，如 open，read，write，close?， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据结构：x0dx0ax0dx0aSTruct file_operatiONs {x0dx0ax0dx0aint (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);x0dx0ax0dx0aint (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);x0dx0ax0dx0aint (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);x0dx0ax0dx0aint (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);x0dx0ax0dx0aint (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);x0dx0ax0dx0aint (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);x0dx0ax0dx0aint (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);x0dx0ax0dx0aint (*open) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*release) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*fsync) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);x0dx0ax0dx0aint (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);x0dx0ax0dx0aint (*revalidate) (dev_t dev);x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用。用户进程利用系统调用在对设备文件进行诸如read/write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，然后读取这个数据结构相应的函数指针，接着把控制权交给该函数。这是linux的设备驱动程序工作的基本原理。既然是这样，则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。x0dx0ax0dx0a下面就开始写子程序。x0dx0ax0dx0a#include 基本的类型定义x0dx0ax0dx0a#include 文件系统使用相关的头文件x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0aunsigned int test_major = 0;x0dx0ax0dx0astatic int read_test(struct inode *inode，struct file *file，char *buf，int count)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aint left; 用户空间和内核空间x0dx0ax0dx0aif (verify_area(VERIFY_WRITE，buf，count) == -EFAULT )x0dx0ax0dx0areturn -EFAULT;x0dx0ax0dx0afor(left = count ; left > 0 ; left--)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0a__put_user(1，buf，1);x0dx0ax0dx0abuf++;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0areturn count;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a这个函数是为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。buf 是read调用的一个参数。它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buf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。另外还有很多类似功能的函数。请参考，在向用户空间拷贝数据之前，必须验证buf是否可用。这就用到函数verify_area。为了验证BUF是否可以用。x0dx0ax0dx0astatic int write_test(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0areturn count;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0astatic int open_test(struct inode *inode，struct file *file )x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aMOD_INC_USE_COUNT; 模块计数加以，表示当前内核有个设备加载内核当中去x0dx0ax0dx0areturn 0;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0astatic void release_test(struct inode *inode，struct file *file )x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aMOD_DEC_USE_COUNT;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a这几个函数都是空操作。实际调用发生时什么也不做，他们仅仅为下面的结构提供函数指针。x0dx0ax0dx0astruct file_operations test_fops = {?x0dx0ax0dx0aread_test，x0dx0ax0dx0awrite_test，x0dx0ax0dx0aopen_test，x0dx0ax0dx0arelease_test，x0dx0ax0dx0a};x0dx0ax0dx0a设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel，另一种是编译成模块(moles)，如果编译进内核的话，会增加内核的大小，还要改动内核的源文件，而且不能动态的卸载，不利于调试，所以推荐使用模块方式。x0dx0ax0dx0aint init_mole(void)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aint result;x0dx0ax0dx0aresult = register_chrdev(0， "test"， &test_fops); 对设备操作的整个接口x0dx0ax0dx0aif (result < 0) {x0dx0ax0dx0aprintk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");x0dx0ax0dx0areturn result;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0aif (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */x0dx0ax0dx0areturn 0;x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a在用insmod命令将编译好的模块调入内存时，init_mole 函数被调用。在这里，init_mole只做了一件事，就是向系统的字符设备表登记了一个字符设备。register_chrdev需要三个参数，参数一是希望获得的设备号，如果是零的话，系统将选择一个没有被占用的设备号返回。参数二是设备文件名，参数三用来登记驱动程序实际执行操作的函数的指针。x0dx0ax0dx0a如果登记成功，返回设备的主设备号，不成功，返回一个负值。x0dx0ax0dx0avoid cleanup_mole(void)x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aunregister_chrdev(test_major，"test");x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a在用rmmod卸载模块时，cleanup_mole函数被调用，它释放字符设备test在系统字符设备表中占有的表项。x0dx0ax0dx0a一个极其简单的字符设备可以说写好了，文件名就叫test.c吧。x0dx0ax0dx0a下面编译 :x0dx0ax0dx0a$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c _c表示输出制定名，自动生成.o文件x0dx0ax0dx0a得到文件test.o就是一个设备驱动程序。x0dx0ax0dx0a如果设备驱动程序有多个文件，把每个文件按上面的命令行编译，然后x0dx0ax0dx0ald ?-r ?file1.o ?file2.o ?-o ?molename。x0dx0ax0dx0a驱动程序已经编译好了，现在把它安装到系统中去。x0dx0ax0dx0a$ insmod ?_f ?test.ox0dx0ax0dx0a如果安装成功，在/proc/devices文件中就可以看到设备test，并可以看到它的主设备号。要卸载的话，运行 :x0dx0ax0dx0a$ rmmod testx0dx0ax0dx0a下一步要创建设备文件。x0dx0ax0dx0amknod /dev/test c major minorx0dx0ax0dx0ac 是指字符设备，major是主设备号，就是在/proc/devices里看到的。x0dx0ax0dx0a用shell命令x0dx0ax0dx0a$ cat /proc/devicesx0dx0ax0dx0a就可以获得主设备号，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。x0dx0ax0dx0aminor是从设备号，设置成0就可以了。x0dx0ax0dx0a我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0a#include x0dx0ax0dx0amain()x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aint testdev;x0dx0ax0dx0aint i;x0dx0ax0dx0achar buf[10];x0dx0ax0dx0atestdev = open("/dev/test"，O_RDWR);x0dx0ax0dx0aif ( testdev == -1 )x0dx0ax0dx0a{x0dx0ax0dx0aprintf("Cann't open file \n");x0dx0ax0dx0aexit(0);x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0aread(testdev，buf，10);x0dx0ax0dx0afor (i = 0; i < 10;i++)x0dx0ax0dx0aprintf("%d\n"，buf[i]);x0dx0ax0dx0aclose(testdev);x0dx0ax0dx0a}x0dx0ax0dx0a编译运行，看看是不是打印出全1 x0dx0ax0dx0a以上只是一个简单的演示。真正实用的驱动程序要复杂的多，要处理如中断，DMA，I/O port等问题。这些才是真正的难点。上述给出了一个简单的字符设备驱动编写的框架和原理，更为复杂的编写需要去认真研究LINUX内核的运行机制和具体的设备运行的机制等等。希望大家好好掌握LINUX设备驱动程序编写的方法。

⑹ 如何系统的学习Linux驱动开发

在学习之前一直对驱动开发非常的陌生，感觉有点神秘。不知道驱动开发和普通的程序开发究竟有什么不同；它的基本框架又是什么样的；他的开发环境有什么特殊的地方；以及怎么写编写一个简单的字符设备驱动前编译加载，下面我就对这些问题一个一个的介绍。

一、驱动的基本框架

1．那么究竟什么是驱动程序，它有什么用呢:

l驱动是硬件设备与应用程序之间的一个中间软件层

l它使得某个特定硬件能够响应一个定义良好的内部编程接口，同时完全隐蔽了设备的工作细节

l用户通过一组与具体设备无关的标准化的调用来完成相应的操作

l驱动程序的任务就是把这些标准化的系统调用映射到具体设备对于实际硬件的特定操作上

l驱动程序是内核的一部分，可以使用中断、DMA等操作

l驱动程序在用户态和内核态之间传递数据

2．Linux驱动的基本框架

3．Linux下设备驱动程序的一般可以分为以下三类

1)字符设备

a)所有能够象字节流一样访问的设备都通过字符设备来实现

b)它们被映射为文件系统中的节点，通常在/dev/目录下面

c)一般要包含open read write close等系统调用的实现

2)块设备

d)通常是指诸如磁盘、内存、Flash等可以容纳文件系统的存储设备。

e)块设备也是通过文件系统来访问，与字符设备的区别是：内核管理数据的方式不同

f)它允许象字符设备一样以字节流的方式来访问，也可一次传递任意多的字节。

3)网络接口设备

g)通常它指的是硬件设备，但有时也可能是一个软件设备(如回环接口loopback)，它们由内核中网络子系统驱动，负责发送和接收数据包。

h)它们的数据传送往往不是面向流的，因此很难将它们映射到一个文件系统的节点上。

二、怎么搭建一个驱动的开发环境

因为驱动是要编译进内核,在启动内核时就会驱动此硬件设备；或者编译生成一个.o文件,当应用程序需要时再动态加载进内核空间运行。因此编译任何一个驱动程序都要链接到内核的源码树。所以搭建环境的第一步当然是建内核源码树

1.怎么建内核源码树

a)首先看你的系统有没有源码树，在你的/lib/ moles目录下会有内核信息，比如我当前的系统里有两个版本：

#ls /lib/ moles

2.6.15-rc72.6.21-1.3194.fc7

查看其源码位置:

## ll /lib/moles/2.6.15-rc7/build

lrwxrwxrwx 1 root root 27 2008-04-28 19:19 /lib/moles/2.6.15-rc7/build -> /root/xkli/linux-2.6.15-rc7

发现build是一个链接文件，其所对应的目录就是源码树的目录。但现在这里目标目录已经是无效的了。所以得自己重新下载

b)下载并编译源码树

有很多网站上可以下载，但官方网址是：

http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/

下载完后当然就是解压编译了

# tar –xzvf linux-2.6.16.54.tar.gz

#cd linux-2.6.16.54

## make menuconfig (配置内核各选项,如果没有配置就无法下一步编译，这里可以不要改任何东西)

#make

…

如果编译没有出错。那么恭喜你。你的开发环境已经搭建好了

三、了解驱动的基本知识

1.设备号

1)什么是设备号呢？我们进系统根据现有的设备来讲解就清楚了：

#ls -l /dev/

crwxrwxrwx 1 root root1,3 2009-05-11 16:36 null

crw------- 1 root root4,0 2009-05-11 16:35 systty

crw-rw-rw- 1 root tty5,0 2009-05-11 16:36 tty

crw-rw---- 1 root tty4,0 2009-05-11 16:35 tty0

在日期前面的两个数（如第一列就是1,3）就是表示的设备号，第一个是主设备号，第二个是从设备号

2)设备号有什么用呢？

l传统上,主编号标识设备相连的驱动.例如, /dev/null和/dev/zero都由驱动1来管理,而虚拟控制台和串口终端都由驱动4管理

l次编号被内核用来决定引用哪个设备.依据你的驱动是如何编写的自己区别

3)设备号结构类型以及申请方式

l在内核中, dev_t类型(在中定义)用来持有设备编号,对于2.6.0内核, dev_t是32位的量, 12位用作主编号, 20位用作次编号.

l能获得一个dev_t的主或者次编号方式：

MAJOR(dev_t dev); //主要

MINOR(dev_t dev);//次要

l但是如果你有主次编号,需要将其转换为一个dev_t,使用: MKDEV(int major, int minor);

4)怎么在程序中分配和释放设备号

在建立一个字符驱动时需要做的第一件事是获取一个或多个设备编号来使用.可以达到此功能的函数有两个：

l一个是你自己事先知道设备号的

register_chrdev_region,在中声明:

int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);

first是你要分配的起始设备编号. first的次编号部分常常是0,count是你请求的连续设备编号的总数. name是应当连接到这个编号范围的设备的名子;它会出现在/proc/devices和sysfs中.

l第二个是动态动态分配设备编号

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);

使用这个函数, dev是一个只输出的参数,它在函数成功完成时持有你的分配范围的第一个数. fisetminor应当是请求的第一个要用的次编号;它常常是0. count和name参数如同给request_chrdev_region的一样.

5)设备编号的释放使用

不管你是采用哪些方式分配的设备号。使用之后肯定是要释放的，其方式如下：

void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);

6)

2.驱动程序的二个最重要数据结构

1)file_operation

倒如字符设备scull的一般定义如下：
struct file_operations scull_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = scull_llseek,
.read = scull_read,
.write = scull_write,
.ioctl = scull_ioctl,
.open = scull_open,
.release = scull_release,
};

file_operation也称为设备驱动程序接口

定义在,是一个函数指针的集合.每个打开文件(内部用一个file结构来代表)与它自身的函数集合相关连(通过包含一个称为f_op的成员,它指向一个file_operations结构).这些操作大部分负责实现系统调用,因此,命名为open, read,等等

2)File

定义位于include/fs.h

struct file结构与驱动相关的成员

lmode_t f_mode标识文件的读写权限

lloff_t f_pos当前读写位置

lunsigned int_f_flag文件标志，主要进行阻塞/非阻塞型操作时检查

lstruct file_operation * f_op文件操作的结构指针

lvoid * private_data驱动程序一般将它指向已经分配的数据

lstruct dentry* f_dentry文件对应的目录项结构

3.字符设备注册

1)内核在内部使用类型struct cdev的结构来代表字符设备.在内核调用你的设备操作前,必须编写分配并注册一个或几个这些结构.有2种方法来分配和初始化一个这些结构.

l如果你想在运行时获得一个独立的cdev结构,可以这样使用:

struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();

my_cdev->ops = &my_fops;

l如果想将cdev结构嵌入一个你自己的设备特定的结构;你应当初始化你已经分配的结构,使用:

void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);

2)一旦cdev结构建立,最后的步骤是把它告诉内核,调用:

int cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);

说明：dev是cdev结构, num是这个设备响应的第一个设备号, count是应当关联到设备的设备号的数目.常常count是1,但是有多个设备号对应于一个特定的设备的情形.

3)为从系统去除一个字符设备,调用:

void cdev_del(struct cdev *dev);

4.open和release