实验七Linux块设备驱动
07实验七 Linux环境下的串行通信实验
连接驱动器的使能端，使得当RTS设置成高(逻辑1)时，有效RS485驱动器；设置RTS为低 时，使驱动器处于三态，这时候实际上从总线上断开了驱动器，从而允许其他节点可以使 用同一传输线。当使用RTS时，必须确保发送数据前将RTS设置成高，在发送完数据的最 后一位后，将RTS线设成低。。另一种可选方法是自动发送数据控制。这种方法要求特殊 的电路，当数据传输时自动使能或无效驱动器。它减少了软件开销和程序员的潜在错误。
五、基础知识
串行通信 1、基本原理 串行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。当数据从CPU经过串行 端口发送出去时，字节数据转换为串行的位。在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。 串口是系统资源的一部分，应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提 出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。 2、串口通信的基本任务 (1) 实现数据格式化：因为来自CPU的是普通的并行数据，所以，接口电路应具有实 现不同串行通信方式下的数据格式化的任务。在异步通信方式下，接口自动生成起止式的 帧数据格式。在面向字符的同步方式下，接口要在待传送的数据块前加上同步字符。 (2) 进行串－并转换：串行传送，数据是一位一位串行传送的，而计算机处理数据是 并行数据。所以当数据由计算机送至数据发送器时，首先把串行数据转换为并行数才能送 入计算机处理。因此串并转换是串行接口电路的重要任务。 (3) 控制数据传输速率：串行通信接口电路应具有对数据传输速率——波特率进行选 择和控制的能力。 (4) 进行错误检测：在发送时接口电路对传送的字符数据自动生成奇偶校验位或其他 校验码。在接收时，接口电路检查字符的奇偶校验或其他校验码，确定是否发生传送错误。 (5) 进行TTL与EIA电平转换：CPU和终端均采用TTL电平及正逻辑，它们与EIA采用
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视频设备驱动编程(v4l2编程)
Linux视频设备驱动编程(v4l2编程)一.什么是video4linuxVideo4linux2（简称V4L2),是linux中关于视频设备的内核驱动。
在Linux 中，视频设备是设备文件，可以像访问普通文件一样对其进行读写，摄像头在/dev/video0下。
二、一般操作流程（视频设备）：1. 打开设备文件。
int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR);2. 取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。
VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability3. 选择视频输入，一个视频设备可以有多个视频输入。
VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input4. 设置视频的制式和帧格式，制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等。
VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format5. 向驱动申请帧缓冲，一般不超过5个。
struct v4l2_requestbuffers6. 将申请到的帧缓冲映射到用户空间，这样就可以直接操作采集到的帧了，而不必去复制。
mmap7. 将申请到的帧缓冲全部入队列，以便存放采集到的数据.VIDIOC_QBUF,struct v4l2_buffer8. 开始视频的采集。
VIDIOC_STREAMON9. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲，取得原始采集数据。
VIDIOC_DQBUF10. 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。
VIDIOC_QBUF11. 停止视频的采集。
VIDIOC_STREAMOFF12. 关闭视频设备。
close(fd);三、常用的结构体(参见/usr/include/linux/videodev2.h)：struct v4l2_requestbuffers reqbufs;//向驱动申请帧缓冲的请求，里面包含申请的个数struct v4l2_capability cap;//这个设备的功能，比如是否是视频输入设备struct v4l2_input input; //视频输入struct v4l2_standard std;//视频的制式，比如PAL，NTSCstruct v4l2_format fmt;//帧的格式，比如宽度，高度等struct v4l2_buffer buf;//代表驱动中的一帧v4l2_std_id stdid;//视频制式，例如：V4L2_STD_PAL_Bstruct v4l2_queryctrl query;//查询的控制struct v4l2_control control;//具体控制的值下面具体说明开发流程（网上找的啦，也在学习么）打开视频设备在V4L2中，视频设备被看做一个文件。
linux驱动21页PPT
设备文件和设备驱动
设备文件和设备驱动
设备文件是文件系统上的一个 节点，是一种特殊的文件，叫 做设备文件。每个设备文件在 用户空间代表了一个设备。
设备文件一般存在/dev目录下， 用mknod命令创建。
/proc/ioports：查看设备的IO端口。 /proc/interrupts：查看正在使用的中断号。
构造和运行模块
Kernel Module的特点
模块只是预先注册自己以便服务于将来的某个请求，然后就立即 结束。
模块可以是实现驱动程序，文件系统，或者其他功能。 加载模块后，模块运行在内核空间，和内核链接为一体。
#include <linux/module.h>
int init_module(void) {
printk("<1>Hello, world\n"); return 0; } void cleanup_module(void) { printk("<1>Goodbye world\n"); }
简单的内核模块例子(2)
SUMMER TEMPLATE
linux驱动
Linux Kernel 系统架构图
设备驱动程序简介
驱动程序的特点
是应用和硬件设备之间的一个软件层 。
这个软件层一般在内核中实现
设备驱动程序的作用在于提供机制，而不是提供策略， 编写访问硬件的内核代码时不要给用户强加任何策略
○ 机制：驱动程序能实现什么功能。
1version>/modules.dep文件，其中<kernel version>
七段数码显示驱动实验
第 3 步：运行 make 编译命令，用 ls 命令查看编译后的结果，在该目录中应生成 xsb_seg.ko 模块文件，利用 file 命令查看 xsb_seg.ko 文件的格式，应为 ARM 格 式的 ELF 文件。
第 4 步：利用 vi 编辑器在 test 目录下编译测试驱动的 seg_test.c 源文件。
（3）写具体某位七段数码光驱动管显示函数
void value_seting(struct seg *seg_7, char position, char value)
{ if (seg_7->negative==0) value=~value & ~(0x1<<7); else value=(0x1<<7)|value; if (position==1) seg_7->LED1_Val=value; else if(position==2) seg_7->LED2_Val=value; else if(position==3) seg_7->LED3_Val=value; else if(position==4) seg_7->LED4_Val=value; }
（7）实现七段数码管驱动释放函数
static int XSB_Seg_release(struct inode *inode, struct file *filp) { printk(KERN_EMERG "The Module is release,XSB_Seg_release\n"); kfree(filp->private_data); return 0; }
char number[]={0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7F, 0x6F}; void clear_led(int fd) { int i; char val=0; for(i=1;i<=4;i++) ioctl(fd, i, &val); sleep(1); } void display_led(int fd) { int i; char val=0x7f; for(i=1;i<=4;i++) ioctl(fd, i, &val); sleep(1); } void appear_same(int fd) { char i,j,base=0; for (j=0, base=0 ;j<=9; j++, base++) { for(i=1; i<=4; i++) ioctl(fd, i, number+base); sleep(1); } } void appear_roll(int fd) { char i, j, base=0; for (j=0, base=0; j<=9; j++, base++) { for(i=1; i<=4; i++) ioctl(fd, i, number+(base+i-1)%10); sleep(1); } } void display_menu() { printf(" *****Choice Menu*********\n"); printf(" [0] Open Device\n");
答案_实验七 设备管理
实验七设备管理学号：姓名：班级：实验目的：1. 了解设备管理的基本过程、设备管理用的数据结构和I/O控制。
2. 掌握中断、缓冲区和Spooling。
3. 熟练掌握通道、控制器、 DMA、及数据传送控制方式。
实验内容：一、选择:1．在对磁盘进行读/写操作时，下面给出的参数中，( C )是不正确的。
A．柱面号 B．磁头号 C．盘面号 D．扇区号2．在设备管理中，是由( B )完成真正的I/O操作的。
A．输入/输出管理程序 B．设备驱动程序C．中断处理程序 D．设备启动程序3．在下列磁盘调度算法中，只有( D )考虑I/O请求到达的先后次序。
A．最短查找时间优先调度算法 B．电梯调度算法C．单向扫描调度算法 D．先来先服务调度算法4．下面所列的内容里，( C )不是DMA方式传输数据的特点。
A．直接与内存交换数据 B．成批交换数据C．与CPU并行工作 D．快速传输数据5．在CPU启动通道后，由( A )执行通道程序，完成CPU所交给的I/O任务。
A．通道 B．CPU C．设备 D．设备控制器6．利用SPOOL技术实现虚拟设备的目的是( A )。
A．把独享的设备变为可以共享 B．便于独享设备的分配C．便于对独享设备的管理 D．便于独享设备与CPU并行工作7．通常，缓冲池位于( C )中。
A．设备控制器 B．辅助存储器 C．主存储器 D．寄存器8．( B )是直接存取的存储设备。
A．磁带 B．磁盘 C．打印机 D．键盘显示终端9．SPOOLING系统提高了( A )的利用率。
A．独享设备 B．辅助存储器 C．共享设备 D．主存储器10．按照设备的( D )分类，可将系统中的设备分为字符设备和块设备两种。
A．从属关系 B．分配特性 C．操作方式 D．物理特征或传输数据数量二、填空1．磁带、磁盘这样的存储设备都是以块为单位与内存进行信息交换的。
2．根据用户作业发出的磁盘I/O请求的柱面位置，来决定请求执行顺序的调度，被称为移臂调度。
Linux USB gadget设备驱动(精品范文).doc
【最新整理，下载后即可编辑】Linux usb gadget 驱动利用Linux USB gadget设备驱动可以实现一些比较有意思的功能，举两个例子：1、一个嵌入式产品中的某个存储设备，或是一个存储设备的某个分区，可以作为一个U盘被PC；设别，从而非常方便的完成文件交互，这个功能被广泛的应用于手机、数码相机等产品中。
2、一个嵌入式设备通过USB连接到你的PC 后，在你的PC端会出现一个新的网络连接，在嵌入式设备上也会有一个网卡设备，你可以配置它们的IP地址，并进行网络通讯，俗称USBNET。
所有USB通讯的设备端都有usb device程序，通常称它们为usb 固件。
在一些功能简单的设备里，用一些专用的可编程USB控制器就可以了。
而在一些运行了类似linux操作系统的复杂的嵌入式系统中，要完成usb device程序，就会要求你不仅熟悉usb device控制器的操作，还要熟悉操作系统的驱动架构。
我想通过“功能体验”、“驱动调试”、“gadget驱动结构分析”、“编写一个自己的gadget驱动”这4个方面解析linux usb gadget设备驱动的编写方法。
一、linux模拟U盘功能的实现在硬件环境为华清远见的fs2410平台，软件环境为linux-2.6.26的linux系统上，实现模拟U盘的功能。
向内核添加代码#include <asm/arch/regs-gpio.h>#include <asm/arch/regs-clock.h>#include <asm/plat-s3c24xx/udc.h>修改arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c/*USB device上拉电阻处理*/static void smdk2410_udc_pullup(enum s3c2410_udc_cmd_e cm d){u8 *s3c2410_pullup_info[] = {" ","Pull-up enable","Pull-up disable","UDC reset, in case of"};printk("smdk2410_udc: %s\n",s3c2410_pullup_info[cmd]);s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG9, S3C2410_GPG9_OUT P);switch (cmd){case S3C2410_UDC_P_ENABLE :s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG9, 1); //set gpg9 outp ut HIGHbreak;case S3C2410_UDC_P_DISABLE :s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG9, 0); //set gpg9 out put LOWbreak;case S3C2410_UDC_P_RESET ://FIXME!!!break;default:break;}}static struct s3c2410_udc_mach_info smdk2410_udc_cfg__initdata = {.udc_command = smdk2410_udc_pullup,};static struct platform_device *smdk2410_devices[] __initdata = { …,&s3c_device_usbgadget, /*USB gadget device设备登记*/};static void __init sdmk2410_init(void){u32 upll_value;set_s3c2410fb_info(&smdk2410_lcdcfg);s3c24xx_udc_set_platdata(&smdk2410_udc_cfg); /* 初始化*/ s3c_device_sdi.dev.platform_data = &smdk2410_mmc_cfg; /* Turn off suspend on both USB ports, and switch the * selectable USB port to USB device mode. */s3c2410_modify_misccr(S3C2410_MISCCR_USBHOST |S3C2410_MISCCR_USBSUSPND0 |S3C2410_MISCCR_USBSUSPND1, 0x0);/* 设置USB时钟*/upll_value = (0x78 << S3C2410_PLLCON_MDIVSHIFT)| (0x02 << S3C2410_PLLCON_PDIVSHIFT)| (0x03 << S3C2410_PLLCON_SDIVSHIFT);while (upll_value != readl(S3C2410_UPLLCON)) {writel(upll_value, S3C2410_UPLLCON);udelay(20);}}修改drivers/usb/gadget/file_storage.cstatic void start_transfer(struct fsg_dev *fsg, struct usb_ep *ep, struct usb_request *req, int *pbusy,enum fsg_buffer_state *state){int rc;udelay(800);……}配置内核支持U盘模拟<*> USB Gadget Support --->USB Peripheral Controller (S3C2410 USB Device Controlle r) --->S3C2410 USB Device Controller[*] S3C2410 udc debug messages<M> USB Gadget Drivers<M> File-backed Storage Gadget3、编译内核#make zImage#make modules在目录drivers/usb/gadget下生成g_file_storage.ko加载驱动，测试功能利用前面的生成的内核，启动系统后，加载g_file_storage.ko#insmod g_file_storage.ko# insmod g_file_storage.ko file=/dev/mtdblock2 stall=0 remova ble=10.03 USB: usb_gadget_register_driver() 'g_file_storage'0.04 USB: binding gadget driver 'g_file_storage'0.05 USB: s3c2410_set_selfpowered()g_file_storage gadget: File-backed Storage Gadget, version: 20 October 2004g_file_storage gadget: Number of LUNs=1g_file_storage gadget-lun0: ro=0, file: /dev/mtdblock30.06 USB: udc_enable calledsmdk2410_udc: Pull-up enable连接设备到windows，windows系统会自动设备到一个新的U盘加入。
《Linux高级系统编程》教学教案
《Linux高级系统编程》教学教案一、教学目标1. 让学生掌握Linux系统编程的基本概念和原理。
2. 培养学生熟练使用Linux系统编程API的能力。
3. 使学生了解Linux系统编程的高级主题和技巧。
4. 培养学生解决实际问题的能力，提高他们在Linux环境下的软件开发水平。
二、教学内容1. Linux系统编程概述讲解Linux系统编程的基本概念、特点和优势。
2. 文件I/O操作介绍Linux文件I/O模型，讲解文件的打开、关闭、读写、同步等操作。
3. 进程管理讲解Linux进程的概念、创建、终止、进程间通信等知识。
4. 线程管理介绍Linux线程的基本概念、创建、同步、互斥等知识。
5. 高级I/O操作讲解Linux高级I/O操作，如异步I/O、直接I/O、内存映射I/O等。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和知识点。
2. 案例教学法：通过实际案例让学生掌握编程技巧和方法。
3. 实验教学法：安排实验课程，让学生亲自动手实践，提高实际操作能力。
四、教学环境1. 教室环境：投影仪、计算机、网络等。
2. 实验环境：装有Linux操作系统的计算机、网络等。
五、教学评估1. 课堂问答：检查学生对课堂知识的理解和掌握程度。
2. 实验报告：评估学生在实验过程中的动手能力和解决问题能力。
3. 课程作业：检查学生对课程知识点的综合运用能力。
4. 期末考试：全面评估学生对本门课程的掌握程度。
六、信号处理1. 信号基本概念讲解信号的定义、作用和信号处理的基本方法。
2. 信号处理函数介绍Linux信号处理函数，如signal(), rse(), sigaction()等。
3. 信号在进程和线程中的处理讲解信号在进程和线程中的传播和处理机制。
七、同步与互斥1. 同步与互斥基本概念讲解同步与互斥的概念、作用和应用场景。
2. 互斥锁介绍Linux互斥锁的使用，如pthread_mutex_lock(), pthread_mutex_unlock()等。
LINUX基础实验报告
LINUX基础实验报告实验⼀：主要是介绍Linux系统概况，⽆运⾏代码。
实验⼆：Linux的基本操作重要知识点[Tab]使⽤Tab键来进⾏命令补全，Tab键⼀般键盘是在字母Q旁边，这个技巧给你带来的最⼤的好处就是当你忘记某个命令的全称时你可以只输⼊它的开头的⼀部分然后按下Tab键就可以得到提⽰或者帮助完成，当然不⽌补全命令，补全⽬录，补全命令参数都是没问题的。
Ctrl+c键⽤来强⾏终⽌当前程序。
⼀些其他常⽤快捷键按键作⽤Ctrl+d键盘输⼊结束或退出终端Ctrl+s暂定当前程序，暂停后按下任意键恢复运⾏Ctrl+z将当前程序放到后台运⾏，恢复到前台为命令fgCtrl+a将光标移⾄输⼊⾏头，相当于Home键Ctrl+e将光标移⾄输⼊⾏末，相当于End键Ctrl+k删除从光标所在位置到⾏末Alt+Backspace向前删除⼀个单词Shift+PgUp将终端显⽰向上滚动Shift+PgDn将终端显⽰向下滚动通配符是⼀种特殊语句，主要有星号（*）和问号（?），⽤来对对字符串进⾏模糊匹配（⽐如⽂件名，参数名）。
当查找⽂件夹时，可以使⽤它来代替⼀个或多个真正字符；当不知道真正字符或者懒得输⼊完整名字时，常常使⽤通配符代替⼀个或多个真正的字符。
终端⾥⾯输⼊的通配符是由 Shell 处理的，不是由所涉及到命令语句处理的，它只会出现在命令的“参数值”⾥（它不⽤在命令名称⾥，命令不记得，那就⽤Tab补全）。
当 Shell 在“参数值”中遇到了通配符时，Shell 会将其当作路径或⽂件名去在磁盘上搜寻可能的匹配：若符合要求的匹配存在，则进⾏代换(路径扩展)；否则就将该通配符作为⼀个普通字符传递给“命令”，然后再由命令进⾏处理。
总之，通配符实际上就是⼀种 Shell 实现的路径扩展功能。
在通配符被处理后, Shell 会先完成该命令的重组，然后再继续处理重组后的命令，直⾄执⾏该命令。
Shell 常⽤通配符：字符含义*匹配 0 或多个字符匹配任意⼀个字符[list]匹配 list 中的任意单⼀字符[!list]匹配除list 中的任意单⼀字符以外的字符[c1-c2]匹配 c1-c2 中的任意单⼀字符如：[0-9] [a-z]{string1,string2,...}匹配 sring1 或 string2 (或更多)其⼀字符串{c2..c2}匹配 c1-c2 中全部字符如{1..10}在linux命令⾏中获取帮助使⽤man 命令通常情况下，man ⼿册⾥⾯的内容都是英⽂的，这就要求你有⼀定的英⽂基础。
Linux设备驱动程序课件(PPT 62页)
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 *); 。。。
Linux驱动开发实验报告
Linux驱动开发实验报告目录Linux驱动开发实验报告 (1)实验一、Linux内核移植实验 (3)1.1 资源 (3)1.2 解压源码包 (3)1.3 修改Makefile文件，支持交叉编译 (3)1.1 得到.config文件 (3)1.5 修改Nand Flash分区 (4)1.6 添加LCD支持 (5)1.7 添加网卡驱动 (6)1.8 添加YAFFS文件系统支持 (7)1.9 内核配置（即内核裁剪） (8)1.10 编译内核 (9)1.11 烧写内核 (10)实验二、ARM Norflash驱动实验 (10)2.1、环境 (10)2.2、目的 (11)2.3、实验步骤 (11)实验三、嵌入式linux驱动实验 (15)3.1、实验目的 (15)3.2、实验原理 (15)3.3、参考程序 (17)3.4、实验步骤 (25)3.5、实验结果 (30)3.6、实验体会 (30)实验四、LCD驱动实验 (30)4.1、实验目的 (30)4.2、实验设备（环境）及要求 (30)4.3、试验结果 (32)4.4、实验总结 (32)实验五、DM9000网卡驱动 (33)5.1、实验目的 (33)5.2、实验设备（环境）及要求 (33)5.3、实验内容与步骤 (33)5.4、试验结果 (35)5.5、实验总结 (35)实验一、Linux内核移植实验1.1 资源1.linux-2.6.24.1.tar.bz2 （Linux内核源码的压缩包，下载地址）2.yaffs2.tar.gz （yaffs文件系统源码的压缩包）3.dm9000.h和dm9000.c （dm9000网卡驱动程序）1.2 解压源码包1.在XP中，把“01/下午/src”文件夹拷贝到“//192.168.1.12”的共享文件夹uptech内，并把uptech中的“src”更名为“01 linux”2.在Linux虚拟机中进入该文件夹“cd /home/uptech/01 linux”ls可见1个文件：“linux-2.6.24.1.tar.bz2”、“yaffs2.tar.gz”、“dm9000.h”、“dm9000.c”◆bz2压缩包用“tar jxvf”解压◆gz压缩包用“tar zxvf”解压3.解压Linux源码压缩包，即输入命令“tar jxvf linux-2.6.21.1.tar.bz2”4.解压YAFFS源码压缩包，即输入命令“tar zxvf yaffs2.tar.gz”1.3 修改Makefile文件，支持交叉编译1.cd /home/uptech/01 linux/linux-2.6.21.2，该目录下就是linux的内核源码2.修改Makefile文件，使之支持交叉编译，也就是在Linux上编译出ARM开发板上运行的内核程序。
嵌入式-Linux 设备驱动实验报告
嵌入式系统实验报告Linux 设备驱动实验学院专业学生姓名实验台号指导教师提交日期一、实验目的1.了解Linux驱动程序的结构；2.掌握Linux驱动程序常用结构体和操作函数的使用方法；3.初步掌握Linux驱动程序的编写方法及过程；4.掌握Linux驱动程序的加载方法。
二、实验内容1.实现helloworld驱动，观察驱动的加载和释放过程；2.根据参考代码，分析数码显示驱动的结构和原理，给出设备程序的主要组成部分框图；3.利用数码显示驱动模块，编写测试程序实现按键对数码显示的控制，包括点亮和关闭，显示不同数字等。
三、实验原理3.1驱动程序介绍驱动程序负责将应用程序如读、写等操作正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。
驱动程序像一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口实现对硬件的操作。
3.2 Linux设备驱动程序分类Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序的增加。
虽然Linux内核的不断升级，但驱动程序的结构还是相对稳定。
Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络设备(network device)三种。
字符设备是指在存取时没有缓存的设备，而块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)。
典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。
块设备主要包括硬盘软盘设备，CD-ROM等。
网络设备在Linux里做专门的处理。
Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket 机制。
在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据传递。
系统有支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。
3.3驱动程序的结构驱动程序的结构如图3.1所示，应用程序经过系统调用，进入核心层，内核要控制硬件需要通过驱动程序实现，驱动程序相当于内核与硬件之间的“系统调用”。
linux设备驱动程序的设计与实现
linux设备驱动程序的设计与实现
Linux设备驱动程序的设计与实现是一个涉及底层系统编程和硬件交互的复杂过程。
下面是一个简单的步骤指南，以帮助你开始设计和实现Linux设备驱动程序：
1. 了解硬件：首先，你需要熟悉你要驱动的硬件设备的规格和特性。
这包括硬件的内存空间、I/O端口、中断请求等。
2. 选择驱动程序模型：Linux支持多种设备驱动程序模型，包括字符设备、块设备、网络设备等。
根据你的硬件设备和需求，选择合适的驱动程序模型。
3. 编写Makefile：Makefile是一个文本文件，用于描述如何编译和链接你的设备驱动程序。
它告诉Linux内核构建系统如何找到并编译你的代码。
4. 编写设备驱动程序：在Linux内核源代码树中创建一个新的驱动程序模块，并编写相应的C代码。
这包括设备注册、初始化和卸载函数，以及支持读写和配置硬件的函数。
5. 测试和调试：编译你的设备驱动程序，并将其加载到运行中的Linux内核中。
使用各种测试工具和方法来验证驱动程序的正确性和稳定性。
6. 文档和发布：编写清晰的文档，描述你的设备驱动程序的用途、用法和已知问题。
发布你的代码以供其他人使
用和改进。
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实验指导书
大理学院DALI UNIVERSITY数学与计算机学院实验讲义《Linux基础》目录第一部分绪论第二部分基本实验指导……………………………………………………………………......（1）实验一Linux 系统的安装……………………………………..……………………..................（1）实验二Red Hat Linux 9.0的基本操作…………………………..........................（7）实验三Linux 的基本操作和常用命令的使用……………（11）实验四Linux 的用户管理……………………………………..………………..................（17）实验五Linux 的进程管理……………………………………..………………..................（20）实验六Linux 的文件管理……………………………………..………………..................（26）实验七Linux Web 服务器的配置……………………………………....................（34）实验八DNS 服务器的配置……………………………………..………………....................（39）实验九DHCP 服务器的配置………………………………..………………....................（50）实验十I P 路由的配置…………………………………………………………......………………………....（56）参考文献 (62)第一部分绪论本指导书是根据《Linux基础》课程实验教学大纲编写的，适用于计算机科学与技术及相关专业。
一、本课程实验的作用与任务本课程以通用操作系统Linux及其以上的各种典型应用为研究对象，是一门理论与实践相结合性质很强的课程。
通过实验使学生详细了解Linux操作系统的使用方法，包括多分区的安装和引导、基本的命令、桌面系统、编辑环境等，最终能够掌握Linux系统的配置和管理。
块设备驱动 知识点
块设备驱动知识点块设备驱动是存储设备驱动的一种，用于操作硬盘类的存储设备。
以下是关于块设备驱动的一些知识点：1. 块设备：块设备是指能够随机访问固定大小数据片的设备，这些设备通常以安装文件系统的方式使用。
块设备文件中的数据是以块为单位进行传输的，每个块都有自己的地址，可以在设备的任意位置读取一定长度的数据。
常见的块设备包括硬盘、U盘、SD卡等。
2. 块设备驱动的作用：块设备驱动的主要作用是管理块设备的读写操作，将上层应用对块设备的操作转化为对底层物理磁盘的操作。
块设备驱动需要实现对块设备的打开、关闭、读写等操作，并处理可能出现的错误和异常情况。
3. 块设备驱动的特点：块设备驱动的特点是只能以块为单位进行读写访问，块是Linux虚拟文件系统（VFS）基本的数据传输单位。
块设备在结构上是可以进行随机访问的，读写操作都是按块进行的，使用缓冲区来暂时存放数据，等到条件成熟以后再一次性将缓冲区中的数据写入块设备中。
4. 块设备驱动的实现：块设备驱动的实现通常涉及到对底层物理磁盘的读写操作，以及对上层文件系统的支持。
块设备驱动需要了解底层物理磁盘的硬件特性，包括扇区大小、块大小等，并根据这些特性进行读写操作。
同时，块设备驱动还需要与上层文件系统进行交互，将文件系统的操作转化为对底层物理磁盘的操作。
5. 块设备驱动与字符设备驱动的区别：块设备驱动与字符设备驱动的主要区别在于访问方式和数据传输单位。
字符设备是以字节为单位进行数据传输的，不需要缓冲，而块设备是以块为单位进行数据传输的，需要使用缓冲区来暂存数据。
此外，字符设备只能顺序读写当前数据，而块设备可以进行随机访问，读写操作更加灵活。
总之，块设备驱动是存储设备驱动的一种，用于管理块设备的读写操作。
块设备驱动需要了解底层物理磁盘的硬件特性，并与上层文件系统进行交互，实现对块设备的有效管理。
嵌入式Linux网络编程和嵌入式Linux设备驱动开发
结构字段常见值:sa_family:
（2）数据存储优先顺序
两种字节顺序：高位字节优先和低位字节优先,四个函数:htons,
ntohs,htonl,ntohl，分别实现网络字节序和主机字节序的转化， h—host, n—network, s—short, l--long
（3）地址格式转化
（4）名字地址转化
实现主机名和IP地址的转化,gethostbyname,gethostbyaddr,
getaddrinfo.实现IPv4和IPv6的地址好主机名之间的转化， gethostbyname是将主机名转化为IP地址,gethostbyaddr把IP地 址转化为主机名，getaddrinfo可自动识别IPv4和IPv6的地址。
3、设备驱动程序的主要组成 (1)设备注册:register_chrdev,调用该函数后向系统申请主设
备号，调用成功，设备名会出现在/proc/devices文件里。 关闭设备时，要解除设备注册unregister_chrdev (2)打开设备open主要完成： 递增计数器(用于设备计数，设备可能会被打开多次，可能由不 同进程打开，若想关闭此设备，就要保证其他进程或设备没有 使用该设备，用计数器实现此功能管理，有三个宏来实现操作)、 检查特殊设备的特殊情况、初始化设备、识别次设备号。 (3)释放设备release，与关闭设备不同，主要完成： 递减计数器和最后一次释放设备操作时关闭设备 (4)读写设备read write，即把内核空间的数据复制到用户空间， 或相反的操作。注意：用户空间的内存是可以被换出的，可能 出项页面失效，不能用memcpy函数，要用copy_to_user (5)获取内存：在设备驱动程序中动态开辟内存有两类：基于内 存地址（kmalloc返回物理地址），基于页面（3个函数） (6)打印信息：内核空间printk，不能用printf 4、proc文件系统:是内核和内核模块向进程发送信息的机制，让 用户可以与内核内部数据结构进行交互，获取进程的有用信息 p363 LCD驱动编写实例。
Linux设备驱动程序DF
Linux设备驱动程序
04/05/2006 应忍冬
内容
• • • • • • • • • 设备分类 设备驱动程序的框架 字符型设备 网络设备 文件系统
– User Spacuffer例子和使用 Debug原理和Debug方法 常用设备/fb/ram/loopback/zero
设备驱动程序内访问设备地址
• 设备驱动程序可以通过指针访问设备地址 • 设备驱动程序接触到的还是虚拟地址，但 对于外界设备有固定的设备地址映射（设 备的地址在移植Linux时候确定） 设备驱动程序
虚拟地址映射
设备地址映射
设备驱动程序
虚拟地址映射
设备地址映射
物理内存地址空间
设备地址空间
直接访问IO端口 vs 设备驱动程序
设备驱动程序的任务
• • • • 设备初始化 硬件操作和管理 外部硬件和内核空间的数据传递 内核空间和用户空间的数据传递
设备驱动程序的功能
用 户 空 间 内 核 空 间
用户程序
程序
用户态程序 vs 内核态程序
用户程序 • 权限受限 • 虚拟运行环境
–逻辑地址 –关键资源访问受监管
内核程序 • 最高权限 • 实际的运行环境
生成o文件
设备装载和设备文件建立
• chmod +x /tmp/LED.o • /sbin/insmod -f ./LED.o • cat /proc/devices得到装入内核的主 设备号 • mknod /dev/Lamp c Num1 Num2 Num1为主设备号 Num2为次设备号 强制安装，忽略版本检查
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实验七：Linux块设备驱动块设备是与字符设备并列的概念，这两类设备在Linux中驱动的结构有较大差异，总体而言，块设备驱动比字符设备驱动要复杂得多，在I/O操作上表现出极大的不同，缓冲、I/O调度、请求队列等都是与块设备驱动相关的概念。
本章将详细讲解Linux块设备驱动的编程方法。
1.块设备的I/O操作特点字符设备与块设备I/O操作的不同如下：（1）块设备只能以块为单位接受输入和返回输出，而字符设备则以字节为单位。
大多数设备是字符设备，因为它们不需要缓冲而且不以固定块大小进行操作。
（2）块设备对于I/O请求有对应的缓冲区，因此它们可以选择以什么顺序进行响应，字符设备无须缓冲且被直接读写。
对于存储设备而言调整读写的顺序作用巨大，因为在读写连续的扇区比分离的扇区更快。
（3）字符设备只能被顺序读写，而块设备可以随机访问。
虽然块设备可随机访问，但是对于磁盘这类机械设备而言，顺序地组织块设备的访问可以提高性能。
而对SD卡、RamDisk（RamDisk 是通过使用软件将RAM模拟当做硬盘来使用的一种技术）等块设备而言，不存在机械上的原因，进行这样的调整没有必要。
2.Linux块设备驱动结构2.1.block_device_operations结构体在块设备驱动中，有一个类似于字符设备驱动中file_operations结构体的block_device_operations结构体，它是对块设备操作的集合，定义如代码清单1所示。
代码清单1 block_device_operations结构体下面对其主要的成员函数进行分析。
与字符设备驱动类似，当设备被打开和关闭时将调用它们。
2．IO控制上述函数是ioctl()系统调用的实现，块设备包含大量的标准请求，这些标准请求由Linux 块设备层处理，因此大部分块设备驱动的ioctl()函数相当短。
被内核调用来检查是否驱动器中的介质已经改变，如果是，则返回一个非0值，否则返回0。
这个函数仅适用于支持可移动介质的驱动器，通常需要在驱动中增加一个表示介质状态是否改变的标志变量，非可移动设备的驱动不需要实现这个方法。
4．使介质有效revalidate_disk()被调用来响应一个介质改变，它给驱动一个机会来进行必要的工作以使新介质准备好。
5．获得驱动器信息根据驱动器的几何信息填充一个hd_geometry结构体，hd_geometry结构体包含磁头、扇区、柱面等信息。
6．模块指针一个指向拥有这个结构体的模块的指针，它通常被初始化为THIS_MODULE。
2.2.gendisk结构体在Linux内核中，使用gendisk（通用磁盘）结构体来表示1个独立的磁盘设备（或分区），这个结构体的定义如代码清单2所示。
代码清单2 gendisk结构体major、first_minor和minors共同表征了磁盘的主、次设备号，同一个磁盘的各个分区共享一个主设备号，而次设备号则不同。
fops为block_device_operations，即上节描述的块设备操作集合。
queue是内核用来管理这个设备的I/O请求队列的指针。
capacity表明设备的容量，以512个字节为单位。
private_data可用于指向磁盘的任何私有数据，用法与字符设备驱动file 结构体的private_data类似。
Linux内核提供了一组函数来操作gendisk，如下所示：1．分配gendiskgendisk结构体是一个动态分配的结构体，它需要特别的内核操作来初始化，驱动不能自己分配这个结构体，而应该使用下列函数来分配gendisk：minors参数是这个磁盘使用的次设备号的数量，一般也就是磁盘分区的数量，此后minors 不能被修改。
2．增加gendiskgendisk结构体被分配之后，系统还不能使用这个磁盘，需要调用如下函数来注册这个磁盘特别要注意的是对add_disk()的调用必须发生在驱动程序的初始化工作完成并能响应磁盘的请求之后。
3．释放gendisk块设备中最小的可寻址单元是扇区，扇区大小一般是2的整数倍，最常见的大小是512字节。
扇区的大小是设备的物理属性，扇区是所有块设备的基本单元，块设备无法对比它还小的单元进行寻址和操作，不过许多块设备能够一次就传输多个扇区。
虽然大多数块设备的扇区大小都是512字节，不过其他大小的扇区也很常见，比如，很多CD-ROM盘的扇区都是2KB。
不管物理设备的真实扇区大小是多少，内核与块设备驱动交互的扇区都以512字节为单位。
因此，set_capacity()函数也以512字节为单位。
2.3. 请求结构体request在Linux块设备驱动中，使用request结构体来表征等待进行的I/O请求，这个结构体的定义如代码清单3所示。
代码清单3 request结构体上述3个成员标识还未完成的扇区，hard_sector是第一个尚未传输的扇区，hard_nr_sectors是尚待完成的扇区数，hard_cur_sectors是当前I/O操作中待完成的扇区数。
驱动中会经常与这3个成员打交道，这3个成员在内核和驱动交互中发挥着重大作用。
它们以512字节大小为一个扇区，如果硬件的扇区大小不是512字节，则需要进行相应的调整。
例如，如果硬件的扇区大小是2048字节，则在进行硬件操作之前，需要用4来除起始扇区号。
hard_sector、hard_nr_sectors、hard_cur_sectors与sector、nr_sectors、current_nr_sectors之间可认为是“副本”关系。
2.4.请求队列结构体request_queue一个块请求队列是一个块I/O请求的队列，其定义如代码清单4。
代码清单4 request队列结构体请求队列跟踪等候的块I/O请求，它存储用于描述这个设备能够支持的请求的类型信息、它们的最大大小、多少不同的段可进入一个请求、硬件扇区大小、对齐要求等参数，其结果是：如果请求队列被配置正确了，它不会交给该设备一个不能处理的请求。
请求队列还实现一个插入接口，这个接口允许使用多个I/O调度器，I/O调度器（也称电梯）的工作是以最优性能的方式向驱动提交I/O请求。
大部分I/O调度器累积批量的I/O请求，并将它们排列为递增（或递减）的块索引顺序后提交给驱动。
进行这些工作的原因在于，对于磁头而言，当给定顺序排列的请求时，可以使得磁盘顺序地从一头到另一头工作，非常像一个满载的电梯，在一个方向移动直到所有它的“请求”被满足。
另外，I/O调度器还负责合并邻近的请求，当一个新I/O请求被提交给调度器后，它会在队列里搜寻包含邻近扇区的请求。
如果找到一个，并且如果结果的请求不是太大，调度器将合并这两个请求。
对磁盘等块设备进行I/O操作顺序的调度类似于电梯的原理，先服务完上楼的乘客，再服务下楼的乘客效率会更高，而顺序响应用户的请求则电梯会无序地忙乱。
Linux2.6内核包含4个I/O调度器，它们分别是Noop I/O scheduler、Anticipatory I/O scheduler、Deadline I/O scheduler与CFQ I/O scheduler。
Noop I/O scheduler是一个简化的调度程序，它只作最基本的合并与排序。
Anticipatory I/O scheduler是当前内核中默认的I/O调度器，它拥有非常好的性能，在Linux2.5内核中它就相当引人注意。
在与Linux2.4内核进行的对比测试中，在Linux2.4内核中多项以分钟为单位完成的任务，它则是以秒为单位来完成的，正因为如此它成为目前Linux2.6内核中默认的I/O调度器。
Anticipatory I/O scheduler的缺点是比较庞大与复杂，在一些特殊的情况下，特别是在数据吞吐量非常大的数据库系统中它会变得比较缓慢。
Deadline I/O scheduler是针对Anticipatory I/O scheduler的缺点进行改善而来的，表现出的性能几乎与Anticipatory I/O scheduler一样好，但是比Anticipatory小巧。
CFQ I/O scheduler为系统内的所有任务分配相同的带宽，提供一个公平的工作环境，它比较适合桌面环境。
事实上在测试中它也有不错的表现，mplayer、xmms等多媒体播放器与它配合的相当好，回放平滑，几乎没有因访问磁盘而出现的跳帧现象。
内核block目录中的noop-iosched.c、as-iosched.c、deadline-iosched.c和cfq-iosched.c 文件分别实现了上述调度算法。
1．初始化请求队列。
第一个参数是请求处理函数的指针，第二个参数是控制访问队列权限的自旋锁，这个函数会发生内存分配的行为，它可能会失败，因此一定要检查它的返回值。
这个函数一般在块设备驱动的模块加载函数中调用。
2．清除请求队列。
这个函数完成将请求队列返回给系统的任务，一般在块设备驱动模块卸载函数中调用。
上述函数用于返回下一个要处理的请求（由I/O调度器决定），如果没有请求则返回NULL。
elv_next_request()不会清除请求，它仍然将这个请求保留在队列上，但是标识它为活动的，这个标识将阻止I/O调度器合并其他的请求到已开始执行的请求。
因为elv_next_request()不从队列里清除请求，因此连续调用它两次，两次会返回同一个请求结构体。
3.块设备驱动注册与注销块设备驱动中的第一个工作通常是注册它们自己到内核，完成这个任务的函数是major参数是块设备要使用的主设备号，name为设备名，它会在cat /proc/devices中被显示。
如果major为0，内核会自动分配一个新的主设备号，register_blkdev()函数的返回值就是这个主设备号。
如果register_blkdev()返回一个负值，表明发生了一个错误。
传递给unregister_blkdev()的参数必须与传递给register_blkdev()的参数匹配，否则这个函数返回-EINVAL。
值得一提的是，在Linux2.6内核中，对register_blkdev()的调用完全是可选的，register_blkdev()的功能已随时间正在减少，这个调用最多只完成两件事：①如果需要，分配一个动态主设备号。
②在/proc/devices中创建一个入口。
在将来的内核中，register_blkdev()可能会被去掉。
但是目前的大部分驱动仍然调用它。
4.Linux块设备驱动的模块加载与卸载在块设备驱动的模块加载函数中通常需要完成如下工作：①分配、初始化请求队列，绑定请求队列和请求函数。
②分配、初始化gendisk，给gendisk的major、fops、queue等成员赋值，最后添加gendisk。