LINUX设备驱动读书笔记新版

嵌入式Linux设备驱动开发读书笔记

经过第十二章的学习，我大致了解了linux设备驱动开发的意义所在，在linux 系统中设备被抽象化，系统通过调用标准的驱动接口来实现各种硬件的操作，同时，系统上层对于硬件设备的调用无需关心具体的硬件细节，系统调用设备使用文件的方式进行操作，通过这样的屏蔽，系统以标准和统一的方式去完成硬件的操作，对于硬件设备更新速度越来越快的今天，硬件的更新，只需要去更改驱动就能够实现设备的升级，而不需要去改变上层的应用软件，同时也利于上层和软件和硬件之间开发的分工和合作。

设备驱动最终被添加到内核里，与系统成为一个整体，ARM处理器的指令集与我们通常使用的PC机的X86指令集不同，ARM 的RISC指令集也可以说是一个精简版本的X86指令集，虽然没有X86指令集那么强大的功能，但是同样可以支持LINUX系统的运算，因此基于ARM的LINUX系统需要使用支持ARM指令集的编译器来进行编译，也就是ARM-GCC，在宿主机，也就是X86指令集下使用ARM-GCC编译出来的LINUX系统能够在ARM硬件系统上运行。

设备驱动程序是内核的一部分，因此驱动的稳定对系统的稳定非常重要，设备驱动程序必须为内核提供一个标准的接口，并且为了防止系统过于臃肿，对于某些系统设备驱动要求能够实时的进行加载，对于设备的更新也更加的方便，以安装的方式进行加载。

以下列举我对几种设备驱动编写的理解

1字符设备：

一般应用程序都有一个main入口点，而设备驱动却没有main函数，其实模块在调用insmod命令时会进入设备驱动的module_init函数，在该函数中注册设备，在调用rmmod函数时驱动被卸载，此时入口点为module_exit函数，他们的关系如图

设备被加载之后，系统便能够在内核中调用驱动，在LINUX内核中，dev_t 类型用来保存主设备号和次设备号，dev_t四个字节，其中12bit用于表示主设备号，其余20bit表示次设备号，使用系统函数给设备分配一个设备号，

获得这个设备号之后，便能够通过特定的系统函数来对设备进行注册，当设备成功注册之后，系统就能够通过open和release操作来打开设备和卸载设备。字符设备的操作通过文件的方式来访问，也就是read和write。

2块设备驱动

系统中有部分设备通常要以块的方式进行写入，例如FLASH,IDE硬盘，SCSI 硬盘，光驱等，这些设备跟其硬件特性有关，例如FLASH存储器一般以BLOCK 位单位，对其进行改写必须整块的擦除，然后写入修改后整个BLOCK的数据。

对块设备描述的一个重要结构体是

struct blk_dev_struct{

request_queue_t request_queue;

queue_proc *queue;

void *date;

};

其中request_queue是主体，包含了初始化之后的I/O请求队列，其后通过队列处理函数指针queue进入该程序，辅助找到特定设备的请求队列，作一些私有的操作，这个函数在初始化的时候就要定义好，并赋值给指针queue。对于块设备的读写请求通过generic_file_read()和generic_file_write()来实现。

块设备驱动的编写首先要实例化三个重要的结构体变量

（1）struct device_struct:用于指明设备名称，并且包含和字符设备一样的 file_operations结构体

（2）struct sbull_dev:用于存放设备具体信息。

（3）struct file_operations：包含于struct device_struct中，用于定义块设备内核操作函数的入口。

在这几个变量定义好之后，便可以通过

来获得主设备号，接着，通过

来注册块设备。

在块设备注册好之后，最重要的操作就是request,该操作跟底层相关，对设备的内存空间进行访问。

LCD驱动分析

嵌入式LINUX将显存抽象为Framebuffer，framebuffer好比一个存放水的水池，CUP将运算后的图像数据存放到这个水池中，而LCD驱动的任务就是将这些水池里的水投放到实际的显示器中，真正往LCD的物理显存中写入数据的操作由LCD驱动完成，视频设备通用被抽象为一个文件，一般在/dev/fb0、/dev/fb1等，通过将Framebuffer映射到进程地址空间的方式来使用

了解了系统对LCD的操作，下面开始分析LCD驱动的实现

首先要获得系统定义的标准LCD设备驱动结构体，用于取得相关的操作。

从LCD驱动的入口点开始分析

S3c2410fb_init

该函数是系统注册LCD设备时调用的函数

S3c2410fb_cleanup这个函数完成LCD设备的注销，这里调用了framebuffer的注销函数，并且调用release_mem_region函数释放IO端口。

S3c2410fb_probe 是非常重要的一个函数，它完成设备硬件初始化，检测校验，创建LCD设备对象等任务。

S3c2410fb_suspend函数将LCD设备挂起,比如系统进入休眠或者待机模式，将LCD设备挂起有利于实现低功耗给移动设备节省电能

S3c2410fb_stop_lcd函数实际上是将LCD的一些中断进行屏蔽，并且重新映射空间的资源信息

S3c2410fb_resume函数主要用于将LCD设备重新开启，把设备从suspend的状态转换到激活状态

最后，将LCD驱动添加到内核中编译，再到ARM开发板上运行加载驱动模块，实现LCD的显示。

LCD驱动的工作实际上非常简单，CPU把图像数据放到Framebuffer中，对于CPU来说framebuffer就是他的显示器，CPU不用关心这些数据怎么被显示到LCD上，将显示数据搬运到LCD中实际上是由LCD驱动去完成的，在s3c2440处理器中自带LCD控制器，这种LCD控制器具有LCD驱动的标准接口，并且通过完成相关的LCD寄存器配置就能够实现不同分辨率，色深，刷新率的显示效果，LCD控制器通过DMA通道直接从framebuffer的内存区域搬运数据到LCD 显示屏中，无需占用太多的CPU时间，占用的仅仅是总线贷款而已，因此LCD 驱动的主要任务就是从系统获得相关的配置信息，经过计算来配置LCD控制器的寄存器，从而实现具体的显示任务。(*^__^*) 嘻嘻……