嵌入式Linux设备驱动实验说明.ppt

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嵌入式Linux设备驱动开发演示教学

模块
insmod
init_module()
rmmod
cleanup_module
内核设备注册设备功能
设备卸载
基本操作——open和release 基本操作——read和write
用户调用
块设备驱动编写
块设备通常指一些需要以块（如512字节）的方式写入的设备，如IDE硬盘、SCSI硬盘、光驱等。
块设备驱动编写流程
insmod
模块 init_module()
rmmod
request() cleanup_module
内核设备注册设备功能设备卸载
用户调用
简单的skull驱动实例
skull驱动是最为简单的驱动程序，这里的设备也就是一段内存，实现简单的读写功能。通过完整的skull驱动的编写，读者可以了解到整个驱动的编写流程
LCD驱动中的主要函数
s3c2410fb_init s3c2410fb_cleanup s3c2410fb_probe s3c2410fb_susp ➢ 检测和处理设备出现的错误。
设备驱动程序的特点
内核代码内核接口内核机制和服务可装载可设置动态性
模块相关命令
lsmod rmmod insmod和modprobe mknod
模块编程流程
代码编程模块编译模块加载
字符设备驱动编写
设备驱动程序流程
skull驱动主要完成的是对一段内存的读写，驱动程序仅实现了简单的read、write、open、release等功能
LCD驱动编写实例
LCD控制器内部结构
LCD驱动实例
Framebuffer 关键数据结构 fb_var_screeninfo fb_fix_screeninfon fb_cmap fb_info struct fb_ops

嵌入式课程第8讲(嵌入式LINUX设备驱动程序).pptx

设备的读写
▪ 字符设备的读写操作可以直接使用read()和 write()函数来完成，
▪ 块设备的读写，需要调用block_read()和 block_write()函数，这2个函数向设备请求表中增加读写请求；
▪ 块设备的读写是对内存缓冲区进行操作，如果内存缓冲区中没有要读入的数据，或者缓冲区中的数据需要写入设备，可以通过调用数据结构blk_dev_struct中的函数 request_fn()完成。
int init_module(void){ return demo_init();}用于注册设备驱动、申请中断线，初始化等 void cleanup_module(void){ demo_cleanup();} 用于注销设备驱动、释放中断线等
接口函数的实现 ……
Example1
PXA270开发系统的按键驱动程序与数码显示驱动
▪ 设备驱动程序向应用程序屏蔽了硬件在实现上的细节，使得应用程序可以像操作普通文件一样来操作外部设备
Linux设备驱动在系统中的层次
进程
应用层
虚拟文件系统 VFS
普通文件设备文件
设备逻辑空间到物理空间的映射
设备A
设备B
文件系统层
设备驱动层物理输入/输出
设备驱动的作用
• 设备驱动是位于应用和物理设备之间的软
copy_from_user(void *to, const void *from,unsigned long count);
__copy_to_user() __copy_from_user()
▪ 第一种方法在复制数据的同时，会进行地址空
间的有效性检查。
内核设备驱动模块
设备驱动程序以两种方式添加到内核： Build in 直接把驱动程序编译到内核代码中 Module 以模块的方式加载驱动程序

linux设备驱动程序开发课件(PPT 81页)

ARM及Thumb指令集
TM
19
19
驱动程序中涉及的几个概念
设备驱动程序的设备号和入口点
Linux 系统通过设备号来区分不同设备。设备号由两部分组成：主设备号和次设备号。
主设备号标识设备对应的驱动程序。系统中不同的设备可以有相同的主设备号，主设备号相同的设备使用相同的驱动程序。
次设备号用来区分具体驱动程序的实例。一个主设备号可能有多个设备与之对应，这多个设备正是在驱动程序内通过次设备号来进一步区分的。次设备号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。
两个数字对应主设备号和次设备号
TM
21
21
ARM及Thumb指令集
在/proc/devices 中列出了系统中处于活动状态设备的主设备号
TM
22
22
dev_t类型
dev_t类型
内核用dev_t类型来保存设备编号，dev_t是个32位的数，12位表示主设备号，20为表示次设备号。在实际使用中，是通过中定义的宏来转换格式。
在/proc/devices 中列出了系统中处于活动状态设备的主设备号，所谓的活动状态是指与该设备对应的设备驱动已经被系统内核装载。
ARM及Thumb指令集
TM
20
20
字符为c表示字符设备,为b表示块设备
ARM及Thumb指令集
/dev/
对于现有Linux 操作系统，/dev 目录是必不可少的，这个目录包含了所有Linux 系统所知道的字符设备，块设备和网络设备
读取应用程序传送给设备文件的数据或者回送应用程序请求的数据；
检测和处理设备出现的错误。
ARM及Thumb指令集

嵌入式Linux驱动程序开发PPT课件

• 查询环节
– 寻址状态口 – 读取状态寄存器的标志位 – 若不就绪就继续查询，直至就绪
• 传送环节
– 寻址数据口 – 是输入，通过输入指令从数据口读入数据 – 是输出，通过输出指令向数据口输出数据
输入状态
N 就绪？ Y 数据交换
第10页/共32页
8D
输入
锁存器
设备
+5V
D RQ
-STB
8位三态缓冲器
•服务结束后，又返回原来的断点，继续执行原来的程序
主程序
中断服务程序入口
中断请求
程序断点
提供服务
为外设
继
续
执返回断点
行
第13页/共32页
中断传送是一种效率更高的程序传送方式进行传送的中断服务程序是预先设计好的中断请求是外设随机向CPU提出的 CPU对请求的检测是有规律的：在每条指令的最后一个时钟周期采样中断请求输入引脚
• I/O处理机——CPU委托专门的I/O处理机来管理外设，完成传送和相应的数据处理
第1页/共32页
1、无条件传送方式及其接口
• 在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于“就绪”状态，随时可以进行数据传送，这就是无条件传送，或称立即传送、同步传送
• 适合于简单设备，如LED 数码管、按键/按纽等 • 无条件传送的接口和操作均十分简单 • 这种传送有前提：外设必须随时处于就绪状态
• CPU出让系统总线（输出高阻），由DMA控制器（DMAC）接管系统总线
第17页/共32页
传送过程： ⑴ CPU对DMA控制器进行初始化设置 ⑵ 外设、DMAC、CPU， 3者通过应答信号建立联系：CPU将总线暂交

第嵌入式Linux设备驱动开发-PPT精选文档

设备驱动简介

设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能。

对设备初始化和释放。把数据从内核传送到硬件、从硬件读取数据。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。检测和处理设备出现的错误。

设备驱动程序的特点

内核代码内核接口内核机制和服务可装载可设置动态性

模块编程

Linux内核中采用可加载的模块化设计（LKMs， Loadable Kernel Modules），一般情况下编译的 Linux内核是支持可插入式模块的，也就是将最基本的核心代码编译在内核中，其他的代码可以选择在内核中或者编译为内核的模块文件。 Linux设备驱动属于内核的一部分，Linux内核的一个模块可以以两种方式被编译和加载。
模块相关命令

lsmod rmmod insmod和modprobe mknod

模块编程流程

代码编程模块编译模块加载

字符设备驱动编写

设备驱动程序流程
模块 insmod init_module() 内核设备注册

LCD驱动编写实例

LCD控制器内部结构

LCD驱动实例

Franfo fb_fix_screeninfon fb_cmap fb_info struct fb_ops
设备功能
用户调用
rmmod
cleanup_module
设备卸载

基本操作——open和release 基本操作——read和write

Linux设备驱动程序课件(PPT 62页)

Unsigned int iminor(struct inode *inode); Unsigned int imajor(struct inode *inode);
驱动程序中的内存分配
在Linux内核模式下，不能使用用户态的malloc() 和free()函数申请和释放内存。
内核编程最常用的内存申请和释放函数为 kmalloc()和kfree()，其原型为：
Linux设备驱动
广州嵌入式软件公共技术支持中心梁老师
2007年07月
设备驱动概述
操作系统是通过各种驱动程序来驾驭硬件设备，它为用户屏蔽了各种各样的设备,硬件设备的抽象。
设备驱动程序:处理和管理硬件控制器的软件。设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。
设备驱动概述
设备由两部分组成，一个是被称为控制器的电器部分，另一个是机械部分。
设备驱动概述
Linux操作系统把设备纳入文件系统的范畴来管理。文件操作是对设备操作的组织和抽象。设备操作则是
对文件操作的最终实现。每个设备都对应一个文件名，在内核中也就对应一个
索引节点。对文件操作的系统调用大都适用于设备文件。从应用程序的角度看，设备文件逻辑上的空间是一个
一些重要的数据结构
文件操作结构体file_operations
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。
结构体的每个域都对应着驱动模块用来处理某个被请求的事务的函数的地址。
struct file_operations { struct module *owner; loff_t(*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t(*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t(*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); 。。。

第7章嵌入式Linux设备驱动程序开发(inode解释说明)PPT课件

//文件最后修改的时间
time_t
i_ctime;
//结点最后修改的时间
unsigned int
i_blkbits; //位数
unsigned long i_blksize; //块大小
unsigned long i_blocks;
//文件所占用的块数
unsigned long i_version; //版本号
struct address_space i_data;
//数据
struct dquot *i_dquot[MAXQUOTAS];
//索引结点的磁盘限额
struct list_head
i_devices;
//设备文件形成的链表
struct pipe_inode_info
*i_pipe; //指向管道文件
struct semaphore
i_sem;
//用于同步操作的信号量结构
第7章嵌入式Linux设备驱动程序开发
struct semaphore
i_zombie;
//索引结点的信号量
struct inode_operations
*i_op; //索引结点操作
struct *i_fop; //指向文件操作的指针
loff_t *); ssize_t (*writev) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long,
loff_t *); ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t,
struct { struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char *, size_t, loff_t *); int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t); unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned

嵌入式Linux设备驱动程序开发ppt课件

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10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
② int schedule_work(struct work_struct *work) ③int schedule_delayed_work(struct work_struct *work, unsigned long delay) ④void flush_scheduled_work(void)
Linux将设备按照功能特性划分为三种类型：字符设备，块设备和网络设备。 10.1.2 最简单的内核模块 1．helloworld模块源代码 2．模块的编译 3．模块的加载和卸载
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10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
10.2 嵌入式Linux设备驱动重要技术 10.2.1 内存与I/O端口（1）内核空间和用户空间（2）内核中内存分配内核中获取内存的几种方式如下。 ①通过伙伴算法分配大片物理内存 ②通过slab缓冲区分配小片物理内存 ③非连续内存区分配 ④高端内存映射 ⑤固定线性地址映射
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10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
1.原子操作原子操作主要用于实现资源计数，很多引用计数(refcnt)就是通过原子操作实现的。
原子类型定义如下： typedef struct { volatile int counter; } atomic_t; 原子操作通常用于实现资源的引用计数 2.信号量
信号量在创建时需要设置一个初始值. 3.读写信号量
读写信号量有两种实现:
一种是通用的，不依赖于硬件架构一种是架构相关的
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10.1 嵌入式Linux驱动程序开发基础
读写信号量的相关API有： DECLARE_RWSEM(name) 该宏声明一个读写信号量name并对其进行初始化。 void init_rwsem(struct rw_semaphore *sem); 该函数对读写信号量sem进行初始化。 void down_read(struct rw_semaphore *sem);