Linux设备驱动程序学习(5)-高级字符驱动程序操作[(2)阻塞型IO和休眠]
Linux设备驱动程序接口
§1. Linux驱动程序接口系统调用是操作系统内核与应用程序之间的接口，设备驱动程序则是操作系统内核与机器硬件的接口。
几乎所有的系统操作最终映射到物理设备，除了CPU、内存和少数其它设备，所有的设备控制操作都由该设备特殊的可执行代码实现，此代码就是设备驱动程序。
操作系统内核需要访问两类主要设备:字符设备和块设备。
与此相关主要有两类设备驱动程序，字符设备驱动程序和块设备驱动程序。
Linux（也是所有UNIX）的基本原理之一是：系统试图使它对所有各类设备的输入、输出看起来就好象对普通文件的输入、输出一样。
设备驱动程序本身具有文件的外部特征，它们都能使用象open（），close（），read（），write（）等系统调用。
为使设备的存取能象文件一样处理，所有设备在目录中应有对应的文件名称，才可使用有关系统调用。
通常Linux驱动程序接口分为如下四层：1).应用程序进程与内核的接口；2).内核与文件系统的接口；3).文件系统与设备驱动程序的接口；4).设备驱动程序与硬件设备的接口。
§2. 驱动程序文件操作数据结构每个驱动程序都有一个file-operation的数据结构，包含指向驱动程序内部函数的指针。
file-operation的数据结构为：struct file-operation {int （*lseek）（）；int （*read）（）；int （*write）（）；int （*readdir）（）；int （*select）（）；int （*ioctl）（）；int （*mmap）（）；int （*open）（）；int （*close）（）；int （*release）（）；int （*fsync）（）；int （*fasync）（）；int （*check-media-change）（）；int （*revalidate）（）；}内核中有两个表，一个用于字符设备驱动程序，一个用于块设备驱动程序。
Linux设备驱动程序原理及框架-内核模块入门篇
Linux设备驱动程序原理及框架-内核模块入门篇内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块内核模块介绍Linux采用的是整体式的内核结构，这种结构采用的是整体式的内核结构，采用的是整体式的内核结构的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，的内核一般不能动态的增加新的功能。
为此，Linux提供了一种全新的机制，叫(可安装) 提供了一种全新的机制，可安装) 提供了一种全新的机制模块” )。
利用这个机制“模块”(module)。
利用这个机制，可以)。
利用这个机制，根据需要，根据需要，在不必对内核重新编译链接的条件将可安装模块动态的插入运行中的内核，下，将可安装模块动态的插入运行中的内核，成为内核的一个有机组成部分；成为内核的一个有机组成部分；或者从内核移走已经安装的模块。
正是这种机制，走已经安装的模块。
正是这种机制，使得内核的内存映像保持最小，的内存映像保持最小，但却具有很大的灵活性和可扩充性。
和可扩充性。
内核模块内核模块介绍可安装模块是可以在系统运行时动态地安装和卸载的内核软件。
严格来说，卸载的内核软件。
严格来说，这种软件的作用并不限于设备驱动，并不限于设备驱动，例如有些文件系统就是以可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，可安装模块的形式实现的。
但是，另一方面，它主要用来实现设备驱动程序或者与设备驱动密切相关的部分(如文件系统等)。
密切相关的部分(如文件系统等)。
课程内容内核模块介绍应用层加载模块操作过程内核如何支持可安装模块内核提供的接口及作用模块实例内核模块应用层加载模块操作过程内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，内核引导的过程中，会识别出所有已经安装的硬件设备，并且创建好该系统中的硬件设备的列表树：文件系统。
且创建好该系统中的硬件设备的列表树：/sys 文件系统。
(udev 服务就是通过读取该文件系统内容来创建必要的设备文件的。
)。
Linux驱动程序模块调试方法
Linux驱动程序模块调试方法第6章编写Linux驱动程序6.1 Linux驱动程序概述LINUX中的驱动设计是嵌入式LINUX开发中十分重要的部分，它要求开发者不仅要熟悉LINUX的内核机制、驱动程序与用户级应用程序的接口关系、考虑系统中对设备的并发操作等等，而且还要非常熟悉所开发硬件的工作原理。
这对驱动开发者提出了比较高的要求，本章是给大家了解驱动设计提供一个简单入门的一个实例，并不需要提供太多与硬件相关的内容，这部分应该是通过仔细阅读芯片厂家提供的资料来解决。
驱动程序的作用是应用程序与硬件之间的一个中间软件层，驱动程序应该为应用程序展现硬件的所有功能，不应该强加其他的约束，对于硬件使用的权限和限制应该由应用程序层控制。
但是有时驱动程序的设计是跟所开发的项目相关的，这时就可能在驱动层加入一些与应用相关的设计考虑，主要是因为在驱动层的效率比应用层高，同时为了项目的需要可能只强化或优化硬件的某个功能，而弱化或关闭其他一些功能；到底需要展现硬件的哪些功能全都由开发者根据需要而定。
驱动程序有时会被多个进程同时使用，这时我们要考虑如何处理并发的问题，就需要调用一些内核的函数使用互斥量和锁等机制。
驱动程序主要需要考虑下面三个方面：提供尽量多的选项给用户，提高驱动程序的速度和效率，尽量使驱动程序简单，使之易于维护。
LINUX的驱动开发调试有两种方法，一种是直接编译到内核，再运行新的内核来测试；二是编译为模块的形式，单独加载运行调试。
第一种方法效率较低，但在某些场合是唯一的方法。
模块方式调试效率很高，它使用insmod工具将编译的模块直接插入内核，如果出现故障，可以使用rmmod从内核中卸载模块。
不需要重新启动内核，这使驱动调试效率大大提高。
模块中必须的两个基本函数：在Linux 2.4 内核中是函数init_module和cleanup_module；在Linux 2.6 的内核中是宏module_init(your_init_func) 和module_exit(your_exit_func)。
Linux操作系统应用编程课件(完整版)
2．Linux操作系统的发行版
Linux操作系统发行版实际就是Linux内核加上外围实用程序 组成的一个大软件包。相对于Linux操作系统的内核版本，发行版 的版本号随发布者的不同而不同，与Linux操作系统内核的版本号 是相对独立的。因此把SUSE、RedHat、Ubuntu、Slackware等直 接称为Linux是不确切的，它们是Linux操作系统的发行版。更确 切地说，应该将它们称为“以Linux为核心的操作系统软件包”。
Shell是Linux操作系统的一种用户界面，它作为操作系统 的“外壳”，为用户提供使用操作系统的接口。Shell主要有以 下两大功能特点。
（1）Shell是一个命令解释器，它拥有自己内建的Shell命令集。 （2）Shell的另一个重要特性是它自身就是一种解释型的程序设 计语言。
当用户成功登录Linux系统后，系统将执行一个Shell程序。 正是Shell进程提供了命令提示符。作为默认值，Shell对普通用 户用“$”作提示符，对超级用户（root）用“#”作提示符。
1.4.4 联机手册
联机手册命令man可向用户提供系统中各种命令、系统调用、 库函数和重要系统文件的详细说明，包括名字、使用语法、功能 描述、应用实例和相关参考文件等。其格式如下：
$ man [拥有哪个级别的帮助。 -k：查看和命令相关的所有帮助。
查看who命令的详细说明示例如下。 $ man who
Linux操作系统 应用编程
本章主要介绍Linux文件系统，包括文件系统的结构、文 件的定义与分类、目录与文件操作命令、文件的权限管理等， 让读者对Linux文件系统有一定的认识和理解，为后文的学习 打下基础。
2.1.1 组织结构
Linux操作系统中所有文件存储在文件系统中，文件被组织 到一棵“目录树”中，其文件系统层次结构（树状目录结构）如 图2.1所示。树根在该层次结构的顶部，树根的下方衍生出子目 录分支。
linux字符驱动框架（用户态的read，write，poll是怎么操作驱动的）
linux字符驱动框架（⽤户态的read，write，poll是怎么操作驱动的）前⾔这篇⽂章是通过对⼀个简单字符设备驱动的操作来解释，⽤户态的读写操作是怎么映射到具体设备的。
因为针对不同版本的linux内核，驱动的接⼝函数⼀直有变化，这贴出我测试的系统信息：root@ubuntu:~/share/dev/cdev-2# cat /etc/os-release |grep -i verVERSION="16.04.5 LTS (Xenial Xerus)"VERSION_ID="16.04"VERSION_CODENAME=xenialroot@ubuntu:~/share/dev/cdev-2#root@ubuntu:~/share/dev/cdev-2# uname -r4.15.0-33-generic字符驱动这⾥给出了⼀个不怎么标准的驱动，定义了⼀个结构体 struct dev，其中buffer成员模拟驱动的寄存器。
由wr，rd作为读写指针，len作为缓存buffer的长度。
具体步骤如下：1. 定义 init 函数，exit函数，这是在 insmod，rmmod时候调⽤的。
2. 定义驱动打开函数open，这是在⽤户态打开设备时候调⽤的。
3. 定义release函数，这是在⽤户态关闭设备时候⽤到的。
4. 定义read，write，poll函数，并挂接到 file_operations结构体中，所有⽤户态的read，write，poll都会最终调到这些函数。
chardev.c/*参考：深⼊浅出linux设备驱动开发*/#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/uaccess.h>#include <linux/wait.h>#include <linux/semaphore.h>#include <linux/sched.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/types.h>#include <linux/kdev_t.h>#include <linux/device.h>#include <linux/poll.h>#define MAXNUM 100#define MAJOR_NUM 400 //主设备号 ,没有被使⽤struct dev{struct cdev devm; //字符设备struct semaphore sem;int flag;poll_table* table;wait_queue_head_t outq;//等待队列,实现阻塞操作char buffer[MAXNUM+1]; //字符缓冲区char *rd,*wr,*end; //读,写,尾指针}globalvar;static struct class *my_class;int major=MAJOR_NUM;static ssize_t globalvar_read(struct file *,char *,size_t ,loff_t *);static ssize_t globalvar_write(struct file *,const char *,size_t ,loff_t *);static int globalvar_open(struct inode *inode,struct file *filp);static int globalvar_release(struct inode *inode,struct file *filp);static unsigned int globalvar_poll(struct file* filp, poll_table* wait);/*结构体file_operations在头⽂件 linux/fs.h中定义，⽤来存储驱动内核模块提供的对设备进⾏各种操作的函数的指针。
第二章2.阻塞与非阻塞操作时间延时
IT Education & Training
Date: 9 3 2010
Neusoft Institute of Information
嵌入式Linux驱动设备开发
电子工程系-IT Education & Training
Date: 9 3 2010
Байду номын сангаас
Neusoft Institute of Information
目录
一
阻塞型设备驱动
二 POLLPOLL 方法
IT Education & Training
Date: 9 3 2010
Neusoft Institute of Information
实例分析
IT Education & Training
Date: 9 3 2010
Neusoft Institute of Information
poll 和 select
IT Education & Training
Select系统调用
Date: 9 3 2010
Neusoft Institute of Information
Select系统调用
Timeout取不同的值，该调用有不同的表现：
Timeout值为0，不管是否有文件满足要求，都立刻 返 回，无文件满足要求返回0，有文件满足要求返回一个 正值。 Timeout为NULL，select将阻塞进程，直到某个文 件 满足要求 Timeout值为正整数，就是等待的最长时间，即 select在timeout时间内阻塞进程。
linux系统io高处理方法
linux系统io高处理方法
Linux系统中，当IO负载过高时，会影响系统的性能和响应时间。
为应对这种情况，我们需要采取一系列措施来提高系统的IO处理能力。
以下是几种常用的方法：
1. 调整内核参数：Linux内核提供了一些参数可以调整IO的行为。
例如，调整磁盘读写缓存大小、IO调度器等等。
通过调整这些参数，我们可以改变IO的性能和行为，从而提高系统的IO处理能力。
2. 使用IO多路复用技术：IO多路复用技术能够同时处理多个IO请求。
通过使用IO多路复用技术，我们可以减少IO请求的等待时间，提高系统的IO响应速度。
3. 使用异步IO：异步IO是一种无阻塞的IO处理方式，它可以在数据请求等待返回的同时处理其他任务。
通过使用异步IO，我们可以大大提高系统的IO处理效率。
4. 使用快速磁盘：快速磁盘能够提供更快的读写速度，从而大大提高系统的IO性能。
因此，在高IO负载的情况下，我们可以考虑使用快速磁盘来提高系统的IO处理能力。
5. 优化IO调度策略：Linux系统提供了多种IO调度策略，不同的调度策略适用于不同的应用场景。
我们可以根据实际情况选择合适的IO调度策略来提高系统的IO处理能力。
总之，提高Linux系统的IO处理能力是一个复杂的工作，需要考虑多种因素。
以上几种方法只是其中的一部分，还有很多其他的
方法可以用来提高系统的IO性能。
linux 基本操作指令集-概述说明以及解释
linux 基本操作指令集-概述说明以及解释1.引言1.1 概述Linux 是一种自由和开放源代码的操作系统，它是基于类UNIX 操作系统的。
Linux 操作系统主要用于服务器应用领域，但也逐渐在桌面和嵌入式系统中得到广泛应用。
Linux 操作系统具有高度的稳定性、安全性和灵活性，因此备受广大用户的青睐。
在Linux 系统中，我们可以通过命令行终端执行一系列操作指令来完成各种任务。
本文将介绍Linux 中一些基本的操作指令集，包括文件和目录操作、用户和权限管理以及系统管理等内容。
通过学习这些基本操作指令，读者将能够更加熟练地使用Linux 系统，提高工作效率和系统管理能力。
本文将从文件和目录操作开始介绍，然后逐步深入到用户和权限管理以及系统管理等内容，帮助读者全面了解和掌握Linux 操作系统中的基本操作指令，从而更好地利用Linux 系统进行工作和学习。
1.2 文章结构本文将分为三个主要部分，分别介绍了linux基本操作指令集的相关内容。
具体包括：- 文件和目录操作: 介绍如何在linux系统中进行文件和目录的创建、查看、复制、删除等操作。
包括常用的文件操作指令如ls、cp、mv、rm 等。
- 用户和权限管理: 介绍如何管理linux系统中的用户和权限。
涵盖了用户创建、用户组管理、权限设置等内容。
常用的指令包括useradd、passwd、chown、chmod等。
- 系统管理: 介绍如何管理linux系统的状态和信息。
包括查看系统信息、进程管理、服务管理等内容。
常用的指令有ps、top、systemctl等。
通过这三个主要部分的介绍，读者可以对linux系统中常用的操作指令有一个全面的了解，从而更加熟练地操作linux系统。
1.3 目的本文的目的是帮助读者了解和掌握Linux基本操作指令集，包括文件和目录操作、用户和权限管理以及系统管理。
通过学习这些基本操作指令，读者可以提高对Linux操作系统的使用效率，快速地完成常见任务，提高工作效率和生产力。
linux驱动面试题
linux驱动面试题Linux驱动是指在Linux操作系统中，用于控制与硬件之间的交互和通信的软件模块。
在Linux的工作环境中，驱动程序起着至关重要的作用。
如果你准备参加Linux驱动的面试，以下是一些常见的Linux驱动面试题，希望可以对你有所帮助。
一、简述Linux驱动的作用和功能。
Linux驱动是一种软件模块，用来控制硬件设备与操作系统之间的通信和交互。
它负责将输入/输出请求传递给硬件设备，并处理来自硬件设备的中断和事件。
Linux驱动的功能包括设备初始化和配置、数据传输和处理以及错误处理等。
二、请简要介绍Linux驱动程序的加载过程。
当系统启动时，Linux内核首先会加载核心模块和驱动程序模块。
驱动程序模块是以目标硬件设备为基础的，它们包含了与设备通信所需的函数和数据结构。
一般情况下，系统会根据硬件设备信息自动加载对应的驱动程序模块。
加载驱动程序模块需要通过insmod或modprobe命令进行，这些命令可以在启动时自动执行。
三、请简述Linux驱动程序的实现方式。
Linux驱动程序的实现方式包括内核空间驱动和用户空间驱动。
内核空间驱动是指驱动程序运行在内核空间，直接与硬件设备进行交互。
用户空间驱动是指驱动程序运行在用户空间，通过系统调用和内核模块实现与硬件设备的通信。
内核空间驱动的优势是性能更好，但需要对内核进行编译和加载，而用户空间驱动的优势是开发更加容易，但性能会稍差。
四、请介绍Linux驱动程序中常用的数据结构和函数。
在Linux驱动程序中，常用的数据结构有file结构体、inode结构体和cdev结构体等。
file结构体用于表示一个打开的设备文件，可以通过它传递与设备相关的信息。
inode结构体用于表示一个文件的元数据信息，包括文件的权限、大小和创建时间等。
cdev结构体用于表示一个字符设备，包含了设备文件的操作函数和设备号等信息。
常用的函数包括register_chrdev、unregister_chrdev、request_irq和release_irq等。
Linux设备驱动开发入门-Read
Linux设备驱动开发入门本文以快捷而简单的方式讲解如何像一个内核开发者那样开发linux设备驱动源作者： Xavier Calbet版权：GNU Free Documentation License 翻译： 顾宏军（）中文版权：创作共用.署名-非商业用途-保持一致知识准备要开发Linux 设备驱动，需要掌握以下知识：•C 编程 需要掌握深入一些的C 语言知识，比如，指针的使用，位处理函数，等。
•微处理器编程 需要理解微机的内部工作原理：存贮器地址，中断，等。
这些内容对一个汇编程序员应该比较熟悉。
Linux 下有好几种不同的设备。
为简单起见，本文只涉及以模块形式加载的字符设备。
使用2.6.x 的内核。
（特别是Debian Sarge 使用的2.6.8内核。
）用户空间和内核空间当你开发设备驱动时，需要理解“用户空间”和内核空间之间的区别。
1:2:3:4:5:6:7:8:9:10:11:12:13:14:15:16:17:18:19:20:21:22:23:24:25:•内核空间 ：Linux 操作系统，特别是它的内核，用一种简单而有效的方法管理机器的硬件，给用户提供一个简捷而统一的编程接口。
同样的，内核，特别是它的设备驱动程序，是连接最终用户/程序员和硬件的一坐桥或者说是接口。
任何子程序或者函数只要是内核的一部分（例如：模块，和设备驱动），那它也就是内核空间的一部分。
•用户空间. 最终用户的应用程序，像UNIX 的shell 或者其它的GUI 的程序(例如，gedit),都是用户空间的一部分。
很显然，这些应用程序需要和系统的硬件进行交互。
但是，他们不是直接进行，而是通过内核支持的函数进行。
它们的关系可以通过下图表示：图1: 应用程序驻留在用户空间, 模块和设备驱动驻留在内核空间26:27:28:29:30:31:32:33:34:35:36:37:38:39:40:用户空间和内核空间之间的接口函数内核在用户空间提供了很多子程序或者函数，它们允许用户应用程序员和硬件进行交互。
Linux驱动总结3-unlocked_ioctl和堵塞（waitqueue）读写函数的实现
Linux驱动总结3-unlocked_ioctl和堵塞（waitqueue）读写函数的实现学习了驱动程序的设计，感觉在学习驱动的同时学习linux内核，也是很不错的过程哦，做了几个实验，该做一些总结，只有不停的作总结才能印象深刻。
我的平台是虚拟机，fedora14，内核版本为2.6.38.1.其中较之前的版本存在较大的差别，具体的实现已经在上一次总结中给出了。
今天主要总结的是ioctl和堵塞读写函数的实现。
一、ioctl函数的实现首先说明在2.6.36以后ioctl函数已经不再存在了，而是用unlocked_ioctl和compat_ioctl两个函数实现以前版本的ioctl函数。
同时在参数方面也发生了一定程度的改变，去除了原来ioctl中的struct inode参数，同时改变了返回值。
但是驱动设计过程中存在的问题变化并不是很大，同样在应用程序设计中我们还是采用ioctl实现访问，而并不是unlocked_ioctl函数，因此我们还可以称之为ioctl函数的实现。
ioctl函数的实现主要是用来实现具体的硬件控制，采用相应的命令控制硬件的具体操作，这样就能使得硬件的操作不再是单调的读写操作。
使得硬件的使用更加的方便。
ioctl函数实现主要包括两个部分，首先是命令的定义，然后才是ioctl函数的实现，命令的定义是采用一定的规则。
ioctl的命令主要用于应用程序通过该命令操作具体的硬件设备，实现具体的操作，在驱动中主要是对命令进行解析，通过switch-case 语句实现不同命令的控制，进而实现不同的硬件操作。
ioctl函数的命令定义方法：int (*unlocked_ioctl)(struct file*filp,unsigned int cmd,unsigned long arg)虽然其中没有指针的参数，但是通常采用arg传递指针参数。
cmd是一个命令。
每一个命令由一个整形数据构成（32bits），将一个命令分成四部分，每一部分实现具体的配置，设备类型（幻数）8bits，方向2bits，序号8bits，数据大小13/14bits。
第七章 设备驱动程序
7.1.4 设备号
次设备号（minor number）用来区分具体 设备的驱动程序实例，只能由设备驱动 程序使用，内核的其他部分仅将它作为 参数传递给驱动程序。 向系统添加一个驱动程序相当于添加一个 主设备号，字符型设备主设备号的添加 和注销分别通过调用函数 register_chrdev()和unregister_chrdev()实 现。
主要内容
• 7.1 概述 • 7.2 设备文件接口
• 7.3 中断处理
• 7.4 应用实例
7.1 概述
Linux设备管理方法: 将所有的设备看作具体的文件，通过文 件系统层对设备进行访问。——文件系统 层和设备驱动层。 • 设备驱动层屏蔽具体设备的细节 • 文件系统层则向用户提供一组统一的、规 范的用户接口。
7.1.2 模块化编程
• 为了增强内核的灵活性和为了方便，设备 驱动程度应被设计为可动态安装的内核模。 于是，一个典型的Linux设备驱动程序应包 含以下几部分代码： 驱动程序模块的注册与注销函数； 设备的打开、关闭、读、写及需要的其 他操作函数； 设备的中断服务程序。
7.1 概述
7.1.3 设备类型 Linux中的设备可以分为三类：字符设备、 块设备和网络设备。 1.字符设备 字符设备是指数据处理以字节为单位按顺 序进行的设备，它没有缓冲区，不支持随 机读写。 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。
int read（int handle，void *buf，int count）;
read()函数从handle（文件描述字）相连的 文件中，读取count个字节放到buf所指的 缓冲区中，返回值为实际所读字节数，返 回-1表示出错。返回0表示文件结束。
linux gpio select编程
linux gpio select编程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：Linux GPIO是一种用于控制硬件设备的接口，它允许开发人员通过软件来控制嵌入式设备上的输入输出引脚。
GPIO在嵌入式系统中非常常见，因为它可以用来连接各种传感器、执行器以及其他外围设备。
在Linux系统下，开发人员可以通过文件系统访问GPIO接口，以实现对硬件设备的控制。
在Linux系统中，开发人员可以使用多种编程语言来访问GPIO接口，其中一个常见的方式是使用C语言编程。
在C语言中，可以通过打开/sys/class/gpio文件夹下的相应文件来操作GPIO引脚。
但是有时候，我们需要同时监听多个GPIO引脚的状态变化，并且需要在有变化时进行相应的处理。
这就需要使用select系统调用来实现。
在使用select系统调用进行GPIO编程之前，首先需要将GPIO引脚设置为输入模式，并且需要打开相应的GPIO文件。
如果我们要监听GPIO引脚17和18的状态变化，首先需要在/sys/class/gpio文件夹下分别创建gpio17和gpio18文件夹，并在其中创建direction文件，将其设置为"in"，代表输入模式。
然后打开对应的value文件，即可实现对GPIO引脚17和18的状态监听。
接下来，我们可以编写一个C程序，使用select系统调用来监听GPIO引脚17和18的状态变化，并在有变化时进行相应的处理。
以下是一个简单的示例代码：```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/select.h>#define GPIO17_FILE "/sys/class/gpio/gpio17/value"#define GPIO18_FILE "/sys/class/gpio/gpio18/value"// 打开GPIO文件gpio17_fd = open(GPIO17_FILE, O_RDONLY);gpio18_fd = open(GPIO18_FILE, O_RDONLY);while (1){// 监视GPIO文件FD_ZERO(&rfds);FD_SET(gpio17_fd, &rfds);FD_SET(gpio18_fd, &rfds);// 设置超时时间_sec = 5;_usec = 0;// 等待GPIO状态变化retval = select(2, &rfds, NULL, NULL, &tv); // 处理GPIO状态变化if (retval > 0){if (FD_ISSET(gpio17_fd, &rfds)){read(gpio17_fd, &value, 1);printf("GPIO17 value: %c\n", value);}if (FD_ISSET(gpio18_fd, &rfds)){read(gpio18_fd, &value, 1);printf("GPIO18 value: %c\n", value);}}}return 0;}```在这段代码中，我们打开了GPIO引脚17和18的value文件，并使用select系统调用来监听它们的状态变化。
《Linux培训》PPT课件
04
性能监控工具
介绍常用的Linux系统性能监 控工具，如top、htop、sar
等。
性能瓶颈识别
通过分析系统资源使用情况， 识别性能瓶颈，如CPU、内
存、磁盘I/O等。
优化方法
针对不同的性能瓶颈，提供相 应的优化方法，如调整系统参
数、优化软件配置等。
实践案例
分享一些成功的系统性能优化 案例，帮助学员更好地理解和
《Linux培训》PPT课 件
汇报人： 2023-12-31
目 录
• Linux基础知识 • Linux常用命令 • Linux文件系统与磁盘管理 • Linux网络配置与服务管理 • Linux Shell编程基础 • Linux系统安全与优化
Linux基础知识
01
Linux简介
Linux的起源
Linux Shell编程基
05
础
Shell脚本概述
01
02
03
脚本定义
Shell脚本是一种命令行脚 本语言，用于自动化 Linux/Unix系统上的任务 。
脚本执行
Shell脚本可以通过Shell 解释器执行，例如Bash、 sh等。
脚本组成
Shell脚本由命令、控制结 构、变量和注释等组成。
不同的操作。
循环控制
Shell脚本支持循环控制语句，如 for、while等，用于重复执行一
段代码。
流程控制
Shell脚本还支持其他流程控制语 句，如break、continue等，用
于控制循环的执行流程。
Linux系统安全与优
06
化
防火墙配置与安全策略制定
防火墙基本概念
介绍防火墙的定义、作用及常见类型。
Linux底层驱动开发从入门到精通的学习路线推荐
Linux底层驱动开发从入门到精通的学习路线推荐Linux底层驱动开发是一项涉及操作系统核心的技术，对于想要深入了解Linux系统内部工作原理的开发人员来说，是一门重要的技能。
本文将为你推荐一条学习路线，帮助你从入门到精通掌握Linux底层驱动开发。
一、基础知识学习阶段在开始学习Linux底层驱动开发之前，你需要掌握一些基础知识。
以下是你可以参考的学习路线：1.1 Linux操作系统基础学习Linux操作系统的基础知识是理解和使用Linux底层驱动的前提。
可以选择阅读《鸟哥的Linux私房菜》等入门书籍，了解Linux的基本概念、命令行操作等。
1.2 C语言编程C语言是Linux底层驱动开发的主要语言。
建议学习《C Primer Plus》等经典教材，掌握C语言的基本语法和编程技巧。
1.3 Linux系统编程学习Linux系统编程是理解Linux内核和驱动开发的关键。
推荐学习《Linux系统编程手册》等教材，学习Linux系统调用、进程管理等知识。
1.4 数据结构与算法良好的数据结构和算法基础对于优化和设计高效的驱动程序至关重要。
可以学习《算法导论》等经典教材，掌握数据结构和常用算法的原理和实现。
二、Linux内核了解与分析阶段在掌握了基础知识后，你需要进一步了解Linux内核和驱动的工作原理。
以下是你可以参考的学习路线：2.1 Linux内核源码阅读通过阅读Linux内核源码，你可以深入了解Linux的内核机制和实现细节。
可以选择《深入理解Linux内核》等相关书籍，逐步学习Linux内核代码的组织结构和关键部分。
2.2 设备驱动模型了解Linux内核的设备驱动模型对于编写高效且可维护的驱动程序至关重要。
可以学习Linux设备驱动模型的相关文档和教程，例如Linux Device Drivers (LDD)等。
2.3 内核调试与分析工具掌握一些常用的内核调试和分析工具是进行底层驱动开发的必要技能。
linux驱动面试题及答案
linux驱动面试题及答案一、概述在Linux开发领域，驱动程序是至关重要的组成部分。
为了帮助读者更好地准备Linux驱动开发面试，本文将介绍一些常见的Linux驱动面试题及其答案。
二、Linux驱动基础知识1. 什么是Linux驱动？答：Linux驱动是一段软件程序，用于与特定硬件设备进行通信，实现对硬件设备的控制和数据传输。
2. Linux驱动由哪些组成部分构成？答：Linux驱动由多个组成部分构成，包括设备和驱动模块。
设备代表硬件设备，而驱动模块负责驱动设备并与内核进行交互。
3. 内核态和用户态之间的区别是什么？答：内核态是操作系统的核心部分，具有最高的权限。
用户态是应用程序运行的环境，权限较低。
在内核态中，驱动可以直接访问硬件设备。
4. 请解释Linux设备树（Device Tree）是什么？答：Linux设备树是一种描述硬件设备及其连接方式的数据结构，用于在启动时为设备提供必要的参数和配置信息。
5. 使用哪个命令来加载和卸载Linux驱动？答：insmod命令用于加载驱动模块，rmmod命令用于卸载驱动模块。
三、Linux驱动开发相关问题6. 在Linux驱动中，什么是Platform驱动？答：Platform驱动是一种Linux内核驱动，用于支持与硬件设备直接连接的平台设备。
其驱动模块通过设备树（Device Tree）来识别和初始化设备。
7. 请解释字符设备驱动是什么？答：字符设备驱动是一种Linux驱动，用于支持以字符为单位进行I/O操作的设备，如串口、终端等。
8. 什么是中断处理程序？如何在Linux驱动中实现中断处理程序？答：中断处理程序是在CPU接收到硬件设备发出的中断信号时执行的函数。
在Linux驱动中，可以通过注册中断处理程序的方式来实现，通常使用request_irq函数来注册中断处理函数。
9. 在Linux驱动中，如何进行内存管理？答：在Linux驱动中，可以使用kmalloc和kfree函数来进行动态内存的分配和释放。
linux驱动开发流程
linux驱动开发流程Linux驱动开发流程。
Linux驱动开发是一项复杂而又重要的工作，它涉及到操作系统内核的底层编程和硬件设备的交互。
在进行Linux驱动开发时，需要按照一定的流程来进行，以确保驱动程序的稳定性和可靠性。
下面将介绍一般的Linux驱动开发流程，希望能够对初学者有所帮助。
1. 硬件设备了解。
在进行Linux驱动开发之前，首先需要对要开发的硬件设备有一个全面的了解。
需要了解硬件设备的型号、接口、工作原理等信息，以便于后续的驱动程序编写和调试工作。
2. 硬件设备驱动框架选择。
针对不同的硬件设备，可以选择不同的驱动框架进行开发。
常用的驱动框架包括字符设备驱动、块设备驱动、网络设备驱动等。
根据硬件设备的特点和需求，选择合适的驱动框架进行开发。
3. 编写驱动程序。
在选择好驱动框架之后，就可以开始编写驱动程序了。
驱动程序是连接硬件设备和操作系统内核的桥梁，需要按照一定的规范和接口来进行编写。
在编写驱动程序时，需要考虑到硬件设备的特性和操作系统的要求，确保驱动程序能够正确地控制硬件设备。
4. 调试和测试。
编写完驱动程序后，需要进行调试和测试工作。
通过调试和测试，可以发现驱动程序中的bug和问题，及时进行修复和优化。
调试和测试是保证驱动程序稳定性和可靠性的重要环节，需要认真对待。
5. 集成到内核。
当驱动程序经过调试和测试后，可以将其集成到Linux内核中。
在将驱动程序集成到内核时，需要按照内核的规范和流程来进行，确保驱动程序能够正确地被内核加载和使用。
6. 发布和维护。
最后，当驱动程序集成到内核后，可以进行发布和维护工作。
发布驱动程序时，需要提供清晰的文档和说明，以便其他开发者能够正确地使用和理解驱动程序。
同时，还需要对驱动程序进行定期的维护和更新，以适应不断变化的硬件设备和内核版本。
总结。
通过以上的介绍，我们可以看到Linux驱动开发流程是一个系统而又复杂的过程。
需要对硬件设备有深入的了解，选择合适的驱动框架，编写稳定可靠的驱动程序，并经过严格的调试和测试，最终将其集成到内核并进行发布和维护。
linux学习步骤
第一阶段Linux系统管理与编程基础1. 嵌入式系统概述2. Linux介绍2. Linux定制安装3. Linux命令详解1. Linux系统管理2. Shell 编程3. Shell 编程综合实例-qcd1. GCC程序编译2. GDB程序调试3. Makefile 工程管理第二阶段应用程序设计1. Linux文件编程（系统调用）2. Linux文件编程（库函数）3. Linux时间编程1. Linux 进程基础2. Linux多进程程序设计1. 进程间通讯概述2. 管道通讯3. 信号通讯4. 共享内存通讯1. 消息队列通讯2. 信号灯1. Linux线程基础2. Linux线程创建3. Linux线程等待4. Linux线程清除1. IP协议分析2. TCP协议分析3. UDP协议分析4. TCP通讯程序设计5. UDP通讯程序设计6. 并发服务器模型7. 多路复用第三阶段ARM程序设计1. ARM处理器概述2. ARM处理器工作模式3. ARM系统寄存器4. ARM寻址方式5. ARM 汇编指令集6. ARM环境C语言编程7. ADS集成开发环境1. LED程序设计2. ARM中断与异常3. S3c2440 GPIO4. 按键程序设计5. 串口程序设计第四阶段Linux内核开发1. Linux内核简介2. Linux内核源代码结构3. Linux内核配置与裁剪4. Linux内核模块开发5. Linux内核启动流程1. 嵌入式Linux产品开发流程2. 交叉工具链3. Bootloader介绍4. U-Boot介绍5. U-Boot命令6. U-Boot工作原理7. U-Boot移植1. 嵌入式Linux内核制作2. 根文件系统制作3. 嵌入式文件系统介绍1. Linux内存管理2. Linux进程地址空间3. Linux内核地址空间4. Linux内核链表5. Linux内核定时器1. Linux进程控制2. Linux进程调度3. Linux系统调用4. Proc文件系统5. Linux内核异常分析第五阶段Linux驱动程序设计1．Linux驱动简介2．字符设备驱动程序设计3．驱动调试技术4. 并发与竞态1．Ioctl型驱动2．内核等待队列3. 阻塞型驱动程序设计4．Poll 设备操作1．Mmap设备操作2. 硬件访问3. 混杂设备驱动4. LED驱动程序设计1. Linux总线、设备、驱动模型2. Linux platform驱动3. 中断处理4. 按键驱动程序1．Linux网络体系架构2. Linux网卡驱动程序设计3. Dm9000网卡驱动程序分析4. 触摸屏驱动程序设计1. PCI驱动程序设计2. 串口驱动程序设计深入专题—SUB系统开发1. USB简介2. USB系统架构3. USB设备逻辑结构4. USB描述符5. USB传输6. USB枚举1. Linux USB系统架构2. Mass Storage3. USB HID4. RNDIS5. CDC/ACM1. USB驱动程序模型2. Linux USB描述符3. URB4. USB鼠标驱动程序详解深入专题—H。
精选嵌入式LINUX设备驱动程序课件
设备的控制操作
对设备的控制操作可通过文件操作数据结构中的ioctl()函数来完成。控制操作与具体的设备有密切关系，需要根据设备实际情况进行具体分析。
设备的轮询和中断处理
轮询方式对于不支持中断的硬件设备，读写时需要轮流查询设备的状态，以便决定随后的数据操作。如果轮询处理方式的驱动程序被链接到内核，则意味着查询过程中，内核一直处于闲置状态。解决办法是使用内核定时器，进行定期查询。
主设备号与次设备号
次设备号用于标识使用同一设备驱动程序的不同硬件，并仅由设备驱动程序解释 当应用程序操作某个设备文件时，Linux内核根据其主设备号调用相应的驱动程序，并从用户态进入内核态驱动程序判断次设备号，并完成相应的硬件操作。
用户空间和内核空间
Linux运行在2种模式下内核模式用户模式内核模式对应内核空间，而用户模式对应用户空间。驱动程序作为内核的一部分，它对应内核空间，应用程序不能直接访问其数据，
帧缓冲设备驱动程序
LCD分类
LCD可由为液晶照明的方式有两种：传送式和反射式传送式屏幕要使用外加光源照明，称为背光（backlight），照明光源要安装在LCD的背后。传送式LCD在正常光线及暗光线下，显示效果都很好，但在户外，尤其在日光下，很难辩清显示内容。 反射式屏幕，则不需要外加照明电源，使用周围环境的光线（或在某些笔记本中，使用前部照明系统的光线）。这样，反射式屏幕就没有背光，所以，此种屏幕在户外或光线充足的室内，才会有出色的显示效果，但在一般室内光线下，这种显示屏的显示效果就不及背光传送式的。
文件操作结构体的主要函数
open: 用于打开文件设备release: 在关闭文件的调用read: 用于从设备中读取数据write: 向设备发送数据poll: 查询设备是否可读或可写ioctl: 提供执行设备特定命令的方法fasync: 用于设备的异步通知操作
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Linux设备驱动程序学习（5）-高级字符驱动程序操作［（2）阻塞型I/O和休眠］Linux设备驱动程序学习（5）-高级字符驱动程序操作［（2）阻塞型I/O和休眠］这一部分主要讨论：如果驱动程序无法立即满足请求，该如何响应？（65865346）一、休眠进程被置为休眠，意味着它被标识为处于一个特殊的状态并且从调度器的运行队列中移走。
这个进程将不被在任何CPU 上调度，即将不会运行。
直到发生某些事情改变了那个状态。
安全地进入休眠的两条规则：（1）永远不要在原子上下文中进入休眠，即当驱动在持有一个自旋锁、seqlock或者RCU 锁时不能睡眠；关闭中断也不能睡眠。
持有一个信号量时休眠是合法的，但你应当仔细查看代码：如果代码在持有一个信号量时睡眠，任何其他的等待这个信号量的线程也会休眠。
因此发生在持有信号量时的休眠必须短暂，而且决不能阻塞那个将最终唤醒你的进程。
（2）当进程被唤醒，它并不知道休眠了多长时间以及休眠时发生什么；也不知道是否另有进程也在休眠等待同一事件，且那个进程可能在它之前醒来并获取了所等待的资源。
所以不能对唤醒后的系统状态做任何的假设，并必须重新检查等待条件来确保正确的响应。
除非确信其他进程会在其他地方唤醒休眠的进程，否则也不能睡眠。
使进程可被找到意味着：需要维护一个称为等待队列的数据结构。
它是一个进程链表，其中饱含了等待某个特定事件的所有进程。
在Linux 中，一个等待队列由一个wait_queue_head_t 结构体来管理，其定义在<linux/wait.h>中。
wait_queue_head_t 类型的数据结构非常简单：它包含一个自旋锁和一个链表。
这个链表是一个等待队列入口，它被声明做wait_queue_t。
wait_queue_head_t包含关于睡眠进程的信息和它想怎样被唤醒。
简单休眠（其实是高级休眠的宏）Linux 内核中最简单的休眠方式是称为wait_event的宏(及其变种)，它实现了休眠和进程等待的条件的检查。
形式如下:唤醒休眠进程的函数称为wake_up，形式如下：惯例：用wake_up 唤醒 wait_event ；用wake_up_interruptible 唤醒wait_event_interruptib le。
简单休眠实验模块程序链接：sleepy模块测试程序链接：sleepy－test实验现象：2 pty3 ttyp4 /dev/vc/04 tty4 ttyS5 /dev/tty5 /dev/console 5 /dev/ptmx7 vcs10 misc13 input14 sound81 video4linux89 i2c90 mtd116 alsa128 ptm136 pts180 usb189 usb_device204 s3c2410_serial 252 sleepy253 usb_endpoint 254 rtcBlock devices:1 ramdisk256 rfd31 mtdblock93 nftl96 inftl179 mmc[Tekkaman2440@SBC2440V4]#mknod -m 666 sleepy c 252 0 [Tekkaman2440@SBC2440V4]#cd /tmp/[Tekkaman2440@SBC2440V4]#./sleepy_testr& [Tekkaman2440@SBC2440V4]#./sleepy_testr& [Tekkaman2440@SBC2440V4]#psPID Uid VSZ Stat Command1 root 1744 S init2 root SW<[kthreadd]3 root SWN [ksoftirqd/0]4 root SW<[watchdog/0]5 root SW<[events/0]6 root SW<[khelper]59 root SW<[kblockd/0]60 root SW<[ksuspend_usbd]63 root SW<[khubd]65 root SW<[kseriod]77 root SW [pdflush]78 root SW [pdflush]79 root SW<[kswapd0]80 root SW<[aio/0]707 root SW<[mtdblockd]708 root SW<[nftld]709 root SW<[inftld]710 root SW<[rfdd]751 root SW<[kmmcd]769 root SW<[rpciod/0]778 root 1752 S -sh779 root 1744 S init781 root 1744 S init783 root 1744 S init787 root 1744 S init799 root 1336 S ./sleepy_testr800 root 1336 S ./sleepy_testr802 root 1744 R ps[Tekkaman2440@SBC2440V4]#./sleepy_testw read code=0write code=0[2]+ Done ./sleepy_testr[Tekkaman2440@SBC2440V4]#psPID Uid VSZ Stat Command1 root 1744 S init2 root SW<[kthreadd]3 root SWN [ksoftirqd/0]4 root SW<[watchdog/0]5 root SW<[events/0]6 root SW<[khelper]59 root SW<[kblockd/0]60 root SW<[ksuspend_usbd]63 root SW<[khubd]65 root SW<[kseriod]77 root SW [pdflush]78 root SW [pdflush]80 root SW<[aio/0]707 root SW<[mtdblockd]708 root SW<[nftld]709 root SW<[inftld]710 root SW<[rfdd]742 root SW<[kpsmoused]751 root SW<[kmmcd]769 root SW<[rpciod/0]778 root 1752 S -sh779 root 1744 S init781 root 1744 S init783 root 1744 S init787 root 1744 S init799 root 1336 S ./sleepy_testr804 root 1744 R ps[Tekkaman2440@SBC2440V4]#./sleepy_testw write code=0[Tekkaman2440@SBC2440V4]#read code=0[1]+ Done ./sleepy_testr[Tekkaman2440@SBC2440V4]#psPID Uid VSZ Stat Command1 root 1744 S init2 root SW<[kthreadd]3 root SWN [ksoftirqd/0]4 root SW<[watchdog/0]5 root SW<[events/0]6 root SW<[khelper]60 root SW<[ksuspend_usbd]63 root SW<[khubd]65 root SW<[kseriod]77 root SW [pdflush]78 root SW [pdflush]79 root SW<[kswapd0]80 root SW<[aio/0]707 root SW<[mtdblockd]708 root SW<[nftld]709 root SW<[inftld]710 root SW<[rfdd]742 root SW<[kpsmoused]751 root SW<[kmmcd]769 root SW<[rpciod/0]778 root 1752 S -sh779 root 1744 S init781 root 1744 S init783 root 1744 S init787 root 1744 S init806 root 1744 R ps阻塞和非阻塞操作全功能的read 和write 方法涉及到进程可以决定是进行非阻塞I/O还是阻塞I/O操作。
明确的非阻塞I/O 由filp->f_flags 中的O_NONBLOCK 标志来指示（定义再<linux/fcntl.h>，被<linux/fs.h>自动包含）。
浏览源码，会发现O_NON BLOCK 的另一个名字：O_N DELAY ，这是为了兼容System V 代码。
O_NON BLOCK 标志缺省地被清除，因为等待数据的进程的正常行为只是睡眠.其实不一定只有read 和write 方法有阻塞操作，open也可以有阻塞操作。
后面会见到。
而我的项目有一个和CPLD的接口的驱动，我决定要在ioctl 中使用阻塞。
以下是后面的scullpipe实验的有关阻塞的代码，我觉得写得很好，先结合书上的介绍看看吧：高级休眠步骤：（1）分配和初始化一个wait_queue_t 结构，随后将其添加到正确的等待队列。
（2）设置进程状态，标记为休眠。
在<linux/sched.h> 中定义有几个任务状态：TASK_RUNNING 意思是进程能够运行。
有2 个状态指示一个进程是在睡眠: TASK_INTERRUPTIBLE 和TASK_UNTINTERRUPTIBLE。
2.6 内核的驱动代码通常不需要直接操作进程状态。
但如果需要这样做使用的代码是:在老的代码中, 你常常见到如此的东西:current->state = TASK_INTERRUPTIBLE; 但是象这样直接改变current 是不推荐的，当数据结构改变时这样的代码将会失效。
通过改变current 状态，只改变了调度器对待进程的方式，但进程还未让出处理器。
（3）最后一步是放弃处理器。
但必须先检查进入休眠的条件。
如果不做检查会引入竞态：如果在忙于上面的这个过程时有其他的线程刚刚试图唤醒你，你可能错过唤醒且长时间休眠。