优选嵌入式应用程序设计设备驱动
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– 直接编译进Linux内核，随同Linux启动时加载； – 编译成一个可加载和删除的模块。
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
2.Linux内核模块与应用程序的区别
C语言程序
Linux内核模块
运行 入口 出口 编译 连接 运行 调试
用户空间 main() main() gcc –c ld 直接运行 gdb
举例：模块相关命令
–lsmod –insmod hello.o –rmmod hello –modprobe
• /lib/modules/linux版本号/modules.dep • /etc/modprobe.conf
–modeproble –r hello
最简单的内核模块例子
#include <linux/module.h> #include <linux/init.h> #include<linux/kernel> MODULE_LICENSE("GPL"); static int __init hello_init(void) {
$ sudo insmod hello.o $ dmesg | tail -1 Hello kernel…
$ lsmod | grep hello hello 1216 0
$ sudo rmmod hello $ dmesg | tail -1 bye bye….
不需要编写Makefile的方法
gcc编译后加上-DMODULE -DLINUX 参数 例如：gcc -DMODULE -DLINUX -I
如IDE硬盘、SCSI硬盘、光驱等。 • 网络设备通常是指通过网络能够与其他主
机进行数据通信的设备，如网卡等。
举例：linux设备识别
• 在linux中任何设备都是文件。所有设备的设备文 件节点都在/dev目录下。 #:ls –al /dev
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
3.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
对设备初始化和释放； 对设备进行管理，包括实时参数设置，以及提供对设备的
操作接口； 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。
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
2.Linux系统的设备分类 • 字符设备通常指以字节为单位顺序读写的
设备， 如并口设备、虚拟控制台等。 • 块设备通常指以块为单位随机读写的设备，
/usr/src/linux-2.4.20/include -c -o hello.o hello.c 注意：-I选项跟着Linux内核源代码中Include目录 的路径。
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
4.内核模块的程序结构 一个Linux内核模块主要由以下几个部分组成。
– 模块加载函数（必须） – 模块卸载函数（必须） – 模块许可证声明（必须） – 模块参数（可选） – 模块导出符号（可选） – 模块作者等信息声明（可选）
内核空间 module_init()指定; module_exit()指定; Makefile insmod insmod kdbug, kdb, kgdb等
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
3.内核模块相关命令
• insmod module.o – Load the module
– 注意，只有超级用户才能使用这个命令
生成makefile文件
• Makefile文件
obj-m := hello.o all:
make -C /usr/src/linux-2.4.20/ M=$(shell pwd) modules clean:
make -C /usr/src/linux-2.4.20/ M=$(shell pwd) modules clean
• rmmod module – Unload the module
• lsmod – List all modules loaded into the kernel –这个命令和cat /proc/modules等价
• modprobe [-r] <module name> – – Load the module specified and modules it depends
模块加载函数
static int __init initialization_function(void) {
printk(“Hello kernel….\n"); return 0; } static void __exit hello_exit(void) { printk(“bye bye….\n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
4.设备驱动程序与整个软硬件系统的关系
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
1.Linux的内核模块
• Linux内核采用可加载内核模块化设计 （Loadable Kernel Module，LKM）
内核模块：是一些可以让操作系统内核在需要时 载入和执行的代码。是一种目标对象文件，通常 由一组函数和数据结构组成。 内核的一个模块可以以两种方式被编译和加载。
编译装载过程
$ ls hello.c Makefile
$ make make -C /usr/src/linux-2.4.20/ M=/wu/char_8 modules
$ ls hello.c hello.mod.c hello.mode.o hello.o make.log Makefile modules.order
优选嵌入式应用程序设计设备 驱动
知识点回顾
• TCP/IP模型 • 套接字 • TCP 套接字编程 • UDP 套接字编程Байду номын сангаас
本次课内容
• 设备驱动的基本概念 • Linux内核与驱动的关系 • Linux内核模块结构 • 内核模块命令
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
1.设备驱动概念 是处理和操作硬件控制器的软件。驱动程序是内核 的一部分，是操作系统内核与硬件设备的直接接口， 驱动程序屏蔽了硬件的细节，完成以下功能：
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
2.Linux内核模块与应用程序的区别
C语言程序
Linux内核模块
运行 入口 出口 编译 连接 运行 调试
用户空间 main() main() gcc –c ld 直接运行 gdb
举例：模块相关命令
–lsmod –insmod hello.o –rmmod hello –modprobe
• /lib/modules/linux版本号/modules.dep • /etc/modprobe.conf
–modeproble –r hello
最简单的内核模块例子
#include <linux/module.h> #include <linux/init.h> #include<linux/kernel> MODULE_LICENSE("GPL"); static int __init hello_init(void) {
$ sudo insmod hello.o $ dmesg | tail -1 Hello kernel…
$ lsmod | grep hello hello 1216 0
$ sudo rmmod hello $ dmesg | tail -1 bye bye….
不需要编写Makefile的方法
gcc编译后加上-DMODULE -DLINUX 参数 例如：gcc -DMODULE -DLINUX -I
如IDE硬盘、SCSI硬盘、光驱等。 • 网络设备通常是指通过网络能够与其他主
机进行数据通信的设备，如网卡等。
举例：linux设备识别
• 在linux中任何设备都是文件。所有设备的设备文 件节点都在/dev目录下。 #:ls –al /dev
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
3.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
对设备初始化和释放； 对设备进行管理，包括实时参数设置，以及提供对设备的
操作接口； 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。
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
2.Linux系统的设备分类 • 字符设备通常指以字节为单位顺序读写的
设备， 如并口设备、虚拟控制台等。 • 块设备通常指以块为单位随机读写的设备，
/usr/src/linux-2.4.20/include -c -o hello.o hello.c 注意：-I选项跟着Linux内核源代码中Include目录 的路径。
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
4.内核模块的程序结构 一个Linux内核模块主要由以下几个部分组成。
– 模块加载函数（必须） – 模块卸载函数（必须） – 模块许可证声明（必须） – 模块参数（可选） – 模块导出符号（可选） – 模块作者等信息声明（可选）
内核空间 module_init()指定; module_exit()指定; Makefile insmod insmod kdbug, kdb, kgdb等
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
3.内核模块相关命令
• insmod module.o – Load the module
– 注意，只有超级用户才能使用这个命令
生成makefile文件
• Makefile文件
obj-m := hello.o all:
make -C /usr/src/linux-2.4.20/ M=$(shell pwd) modules clean:
make -C /usr/src/linux-2.4.20/ M=$(shell pwd) modules clean
• rmmod module – Unload the module
• lsmod – List all modules loaded into the kernel –这个命令和cat /proc/modules等价
• modprobe [-r] <module name> – – Load the module specified and modules it depends
模块加载函数
static int __init initialization_function(void) {
printk(“Hello kernel….\n"); return 0; } static void __exit hello_exit(void) { printk(“bye bye….\n"); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
4.设备驱动程序与整个软硬件系统的关系
8.1 设备驱动编程基础—内核模块编程
1.Linux的内核模块
• Linux内核采用可加载内核模块化设计 （Loadable Kernel Module，LKM）
内核模块：是一些可以让操作系统内核在需要时 载入和执行的代码。是一种目标对象文件，通常 由一组函数和数据结构组成。 内核的一个模块可以以两种方式被编译和加载。
编译装载过程
$ ls hello.c Makefile
$ make make -C /usr/src/linux-2.4.20/ M=/wu/char_8 modules
$ ls hello.c hello.mod.c hello.mode.o hello.o make.log Makefile modules.order
优选嵌入式应用程序设计设备 驱动
知识点回顾
• TCP/IP模型 • 套接字 • TCP 套接字编程 • UDP 套接字编程Байду номын сангаас
本次课内容
• 设备驱动的基本概念 • Linux内核与驱动的关系 • Linux内核模块结构 • 内核模块命令
8.1 设备驱动编程基础—设备驱动
1.设备驱动概念 是处理和操作硬件控制器的软件。驱动程序是内核 的一部分，是操作系统内核与硬件设备的直接接口， 驱动程序屏蔽了硬件的细节，完成以下功能：