嵌入式系统嵌入式Linux设备驱动程序

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ssize_t (*write) (struct file *, const char *, size_t, loff_t *);
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int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);
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unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
❖ file_operations结构是一个定义在<linux/fs.h>中的函数 指针数组，这就是通常所说的设备驱动程序与外界的接 口。
❖ 每个文件都与它自己的函数集相关联（通过包括指向 file_operations结构的一个名为f_op的指针字段）。这 些操作主要负责系统调用的实现，并因此被命名为open、 read 等。
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int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);
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int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
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int (*open) (struct inode *, struct file *);
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int (*flush) (struct file *);
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int (*release) (struct inode *, struct file *);
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int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync);
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int (*fasync) (int, struct file *, int);
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file_operations
❖ struct file_operations {
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struct module *owner;
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loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
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ssize_t (*read) (struct file *, char *, size_t, loff_t *);
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int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);
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ssize_t (*readv) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t *);
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ssize_t (*writev) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t *);
据。 检测和处理设备出现的错误。
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10.2.1 设备驱动的层次
❖ Linux下的设备驱动程序是内核的一部分，运行在内 核模式，也就是说设备驱动程序为内核提供了一个 I/O接口，用户使用这个接口实现对设备的操作。
❖ Linux的设备驱动程序介于（设备）文件系统与物理 设备中间。用户通过应用程序进程输入输入请求，进 而调用（设备）文件系统，（设备）文件系统通过设 备驱动程序控制物理设备进行设备的操作，如进行磁 盘文件的读出和写入操作等等，如图所示。
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10.1.1 Linux的设备分类
❖ Linux支持三类硬件设备：
字符设备：指那些无须缓冲直接读写的设备 块设备：只能以块为单位进行读写，典型的块大
小为512或1024字节。 网络设备 ：可以通过BSD套接口访问
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10.1.2 设备文件
❖ Linux抽象了对硬件的处理，所有的硬件设备 都可以作为普通文件来看待；它们可以使用 和操作系统相同的、标准的系统调用接口来 打开、关闭、读写和控制I/O的操作，而驱动 程序的主要任务也就是要实现这些系统调用 函数。
第十章 Agenda
10.1 Linux的设备介绍 10.2 Linux设备驱动程序介绍 10.3 Linux的设备驱动程序的模块结构 10.4 Linux的设备驱动程序的编写举例
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10.1 Linux的设备介绍
❖ 10.1.1 Linux的设备分类 ❖ 10.1.2 设备文件 ❖ 10.1.3 设备号
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设备文件
❖ Linux系统中的所有硬件设备都使用一个特殊 的设备文件来表示
例如，系统中的第一个IDE硬盘用/dev/had来表示。 串口可以用/dev/stty0来表示.
❖ 由于引入了设备文件这一概念，Linux为文件 和设备提供了一致的用户接口。对用户来说， 设备文件与普通文件并无区别。
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10.1.3 设备号
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第十章 Agenda
10.1 Linux的设备介绍 10.2 Linux设备驱动程序介绍 10.3 Linux的设备驱动程序的模块结构 10.4 Linux的设备驱动程序的编写举例
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10.2 Linux设备驱动程序介绍
❖ 10.2.1 设备驱动的层次 ❖ 10.2.2 设备驱动程序与外界的接口
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设备驱动程序
❖ 设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。 设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应 用程序看来，硬件设备只是一个设备文件， 应用程序 可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。
❖ 设备驱动程序主要完成以下功能：
对设备初始化和释放。 把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。 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
❖ Linux设备驱动程序包含了中断处理程序和设备服务 子程序。
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设备驱动的层次
输入/输出 请求
输入/输出 响应
用户程序的进程
(设备)文件系统 设备驱动程序 设备服务子程序
中断处理程序
物理设备控制器
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物理设备
10.2.2 设备驱动程序与外界的接 口
❖ 打开的设备在内核内部由file结构标识，内核使用 file_operations结构访问驱动程序的函数。
❖ 每个设备文件都对应有两个设备号：
一个是主设备号，表示该设备的种类，也标识了 该设备所使用的驱动程序；
另一个是次设备号，标识使用同一设备驱动程序 的不同硬件设备。
❖ 使用mknod命令可以创建指定类型的设备文 件，同时为其分配相应的主设备号和次设备 号。
[root@xsbase root]# mknod /dev/lp0 c 6 0