linux设备驱动开发详解代码

① 嵌入式linux设备驱动开发详解的编辑推荐

本书特色：本书系统地介绍了嵌入式Linux设备驱动开发的相关知识和实例，主要包括：
数码管驱动程序；键盘驱动程序；A/D、D/A驱动程序；LCD驱动程序；触摸屏驱动程序；CAN总线驱动程序；I2C总线驱动程序；音频总线驱动程序；IDE驱动程序；NAND Flash和NOR Flash驱动程序；USB设备驱动程序；串口驱动程序；网络设备驱动程序。
实例丰富、讲解细致、代码分析详尽，嵌入式Linux设备驱动开发的理想参考用书。

② 如何编写Linux设备驱动程序

如何编写Linux设备驱动程序
回想学习Linux操作系统已经有近一年的时间了，前前后后，零零碎碎的一路学习过来，也该试着写的东西了。也算是给自己能留下一点记忆和回忆吧！由于完全是自学的，以下内容若有不当之处，还请大家多指教。
Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。
以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料。
一、Linux device driver 的概念
系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，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。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能:
1、对设备初始化和释放。
2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。
3、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。
4、检测和处理设备出现的错误。
在Linux操作系统下有三类主要的设备文件类型，一是字符设备，二是块设备，三是网络设备。字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待。
已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备?另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序。
最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。
读/写时，它首先察看缓冲区的内容，如果缓冲区的数据未被处理，则先处理其中的内容。
如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序

二、实例剖析
我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理。把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备驱动程序。
#define __NO_VERSION__
#include <linux/moles.h>
#include <linux/version.h>
char kernel_version [] = UTS_RELEASE;
这一段定义了一些版本信息，虽然用处不是很大，但也必不可少。Johnsonm说所有的驱动程序的开头都要包含<linux/config.h>，一般来讲最好使用。
由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道，对设备文件的操作方式不外乎就是一些系统调用，如 open，read，write，close…， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据结构：
struct file_operations
{
int (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);
int (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);
int (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);
int (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ，struct file *);
int (*release) (struct inode * ，struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ，struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);
int (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}

这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用。用户进程利用系统调用在对设备文件进行诸如read/write操作时，系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序，然后读取这个数据结构相应的函数指针，接着把控制权交给该函数。这是linux的设备驱动程序工作的基本原理。既然是这样，则编写设备驱动程序的主要工作就是编写子函数，并填充file_operations的各个域。
下面就开始写子程序。
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include<linux/config.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node，struct file *file，char *buf，int count)
{
int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE，buf，count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count ; left > 0 ; left--)
{
__put_user(1，buf，1);
buf++;
}
return count;
}

这个函数是为read调用准备的。当调用read时，read_test()被调用，它把用户的缓冲区全部写1。buf 是read调用的一个参数。它是用户进程空间的一个地址。但是在read_test被调用时，系统进入核心态。所以不能使用buf这个地址，必须用__put_user()，这是kernel提供的一个函数，用于向用户传送数据。另外还有很多类似功能的函数。请参考Robert著的《Linux内核设计与实现》（第二版）。然而，在向用户空间拷贝数据之前，必须验证buf是否可用。这就用到函数verify_area。
static int write_tibet(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)
{
return count;
}
static int open_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
}
static void release_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}

这几个函数都是空操作。实际调用发生时什么也不做，他们仅仅为下面的结构提供函数指针。
struct file_operations test_fops = {
NULL，
read_test，
write_test，
NULL， /* test_readdir */
NULL，
NULL， /* test_ioctl */
NULL， /* test_mmap */
open_test，
release_test，
NULL， /* test_fsync */
NULL， /* test_fasync */
/* nothing more， fill with NULLs */
};
这样，设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel，另一种是编译成模块(moles)，如果编译进内核的话，会增加内核的大小，还要改动内核的源文件，而且不能动态的卸载，不利于调试，所以推荐使用模块方式。
int init_mole(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0， "test"， &test_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}

在用insmod命令将编译好的模块调入内存时，init_mole 函数被调用。在这里，init_mole只做了一件事，就是向系统的字符设备表登记了一个字符设备。register_chrdev需要三个参数，参数一是希望获得的设备号，如果是零的话，系统将选择一个没有被占用的设备号返回。参数二是设备文件名，参数三用来登记驱动程序实际执行操作的函数的指针。
如果登记成功，返回设备的主设备号，不成功，返回一个负值。
void cleanup_mole(void)
{
unregister_chrdev(test_major，"test");
}
在用rmmod卸载模块时，cleanup_mole函数被调用，它释放字符设备test在系统字符设备表中占有的表项。
一个极其简单的字符设备可以说写好了，文件名就叫test.c吧。
下面编译 :
$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c
得到文件test.o就是一个设备驱动程序。
如果设备驱动程序有多个文件，把每个文件按上面的命令行编译，然后
ld -r file1.o file2.o -o molename。
驱动程序已经编译好了，现在把它安装到系统中去。
$ insmod –f test.o
如果安装成功，在/proc/devices文件中就可以看到设备test，并可以看到它的主设备号。要卸载的话，运行 :
$ rmmod test
下一步要创建设备文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字符设备，major是主设备号，就是在/proc/devices里看到的。
用shell命令
$ cat /proc/devices
就可以获得主设备号，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。
minor是从设备号，设置成0就可以了。
我们现在可以通过设备文件来访问我们的驱动程序。写一个小小的测试程序。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
main()
{
int testdev;
int i;
char buf[10];
testdev = open("/dev/test"，O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf("Cann't open file \n");
exit(0);
}
read(testdev，buf，10);
for (i = 0; i < 10;i++)
printf("%d\n"，buf[i]);
close(testdev);
}

编译运行，看看是不是打印出全1 ？
以上只是一个简单的演示。真正实用的驱动程序要复杂的多，要处理如中断，DMA，I/O port等问题。这些才是真正的难点。请看下节，实际情况的处理。
如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序
三、设备驱动程序中的一些具体问题
1。 I/O Port。
和硬件打交道离不开I/O Port，老的ISA设备经常是占用实际的I/O端口，在linux下，操作系统没有对I/O口屏蔽，也就是说，任何驱动程序都可对任意的I/O口操作，这样就很容易引起混乱。每个驱动程序应该自己避免误用端口。
有两个重要的kernel函数可以保证驱动程序做到这一点。
1）check_region(int io_port， int off_set)
这个函数察看系统的I/O表，看是否有别的驱动程序占用某一段I/O口。
参数1：I/O端口的基地址，
参数2：I/O端口占用的范围。
返回值：0 没有占用， 非0，已经被占用。
2）request_region(int io_port， int off_set，char *devname)
如果这段I/O端口没有被占用，在我们的驱动程序中就可以使用它。在使用之前，必须向系统登记，以防止被其他程序占用。登记后，在/proc/ioports文件中可以看到你登记的I/O口。
参数1：io端口的基地址。
参数2：io端口占用的范围。
参数3：使用这段io地址的设备名。
在对I/O口登记后，就可以放心地用inb()， outb()之类的函来访问了。
在一些pci设备中，I/O端口被映射到一段内存中去，要访问这些端口就相当于访问一段内存。经常性的，我们要获得一块内存的物理地址。

2。内存操作
在设备驱动程序中动态开辟内存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用get_free_pages直接申请页。释放内存用的是kfree，或free_pages。 请注意，kmalloc等函数返回的是物理地址！
注意，kmalloc最大只能开辟128k-16，16个字节是被页描述符结构占用了。
内存映射的I/O口，寄存器或者是硬件设备的RAM(如显存)一般占用F0000000以上的地址空间。在驱动程序中不能直接访问，要通过kernel函数vremap获得重新映射以后的地址。
另外，很多硬件需要一块比较大的连续内存用作DMA传送。这块程序需要一直驻留在内存，不能被交换到文件中去。但是kmalloc最多只能开辟128k的内存。
这可以通过牺牲一些系统内存的方法来解决。

3。中断处理
同处理I/O端口一样，要使用一个中断，必须先向系统登记。
int request_irq(unsigned int irq ，void(*handle)(int，void *，struct pt_regs *)，
unsigned int long flags， const char *device);
irq: 是要申请的中断。
handle：中断处理函数指针。
flags：SA_INTERRUPT 请求一个快速中断，0 正常中断。
device：设备名。

如果登记成功，返回0，这时在/proc/interrupts文件中可以看你请求的中断。
4。一些常见的问题。
对硬件操作，有时时序很重要（关于时序的具体问题就要参考具体的设备芯片手册啦！比如网卡芯片RTL8139）。但是如果用C语言写一些低级的硬件操作的话，gcc往往会对你的程序进行优化，这样时序会发生错误。如果用汇编写呢，gcc同样会对汇编代码进行优化，除非用volatile关键字修饰。最保险的办法是禁止优化。这当然只能对一部分你自己编写的代码。如果对所有的代码都不优化，你会发现驱动程序根本无法装载。这是因为在编译驱动程序时要用到gcc的一些扩展特性，而这些扩展特性必须在加了优化选项之后才能体现出来。
写在后面：学习Linux确实不是一件容易的事情，因为要付出很多精力，也必须具备很好的C语言基础；但是，学习Linux也是一件非常有趣的事情，它里面包含了许多高手的智慧和“幽默”，这些都需要自己亲自动手才能体会到，O(∩_∩)O~哈哈！

③ 如何写linux pci设备驱动程序

Linux下PCI设备驱动开发
1. 关键数据结构
PCI设备上有三种地址空间：PCI的I/O空间、PCI的存储空间和PCI的配置空间。CPU可以访问PCI设备上的所有地址空间，其中I/O空间和存储空间提供给设备驱动程序使用，而配置空间则由Linux内核中的PCI初始化代码使用。内核在启动时负责对所有PCI设备进行初始化，配置好所有的PCI设备，包括中断号以及I/O基址，并在文件/proc/pci中列出所有找到的PCI设备，以及这些设备的参数和属性。
Linux驱动程序通常使用结构（struct）来表示一种设备，而结构体中的变量则代表某一具体设备，该变量存放了与该设备相关的所有信息。好的驱动程序都应该能驱动多个同种设备，每个设备之间用次设备号进行区分，如果采用结构数据来代表所有能由该驱动程序驱动的设备，那么就可以简单地使用数组下标来表示次设备号。
在PCI驱动程序中，下面几个关键数据结构起着非常核心的作用：
pci_driver
这个数据结构在文件include/linux/pci.h里，这是Linux内核版本2.4之后为新型的PCI设备驱动程序所添加的，其中最主要的是用于识别设备的id_table结构，以及用于检测设备的函数probe( )和卸载设备的函数remove( )：
struct pci_driver {
struct list_head node;
char *name;
const struct pci_device_id *id_table;
int (*probe) (struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id);
void (*remove) (struct pci_dev *dev);
int (*save_state) (struct pci_dev *dev, u32 state);
int (*suspend)(struct pci_dev *dev, u32 state);
int (*resume) (struct pci_dev *dev);
int (*enable_wake) (struct pci_dev *dev, u32 state, int enable);
};
pci_dev
这个数据结构也在文件include/linux/pci.h里，它详细描述了一个PCI设备几乎所有的
硬件信息，包括厂商ID、设备ID、各种资源等：
struct pci_dev {
struct list_head global_list;
struct list_head bus_list;
struct pci_bus *bus;
struct pci_bus *subordinate;
void *sysdata;
struct proc_dir_entry *procent;
unsigned int devfn;
unsigned short vendor;
unsigned short device;
unsigned short subsystem_vendor;
unsigned short subsystem_device;
unsigned int class;
u8 hdr_type;
u8 rom_base_reg;
struct pci_driver *driver;
void *driver_data;
u64 dma_mask;
u32 current_state;
unsigned short vendor_compatible[DEVICE_COUNT_COMPATIBLE];
unsigned short device_compatible[DEVICE_COUNT_COMPATIBLE];
unsigned int irq;
struct resource resource[DEVICE_COUNT_RESOURCE];
struct resource dma_resource[DEVICE_COUNT_DMA];
struct resource irq_resource[DEVICE_COUNT_IRQ];
char name[80];
char slot_name[8];
int active;
int ro;
unsigned short regs;
int (*prepare)(struct pci_dev *dev);
int (*activate)(struct pci_dev *dev);
int (*deactivate)(struct pci_dev *dev);
};
2. 基本框架
在用模块方式实现PCI设备驱动程序时，通常至少要实现以下几个部分：初始化设备模块、设备打开模块、数据读写和控制模块、中断处理模块、设备释放模块、设备卸载模块。下面给出一个典型的PCI设备驱动程序的基本框架，从中不难体会到这几个关键模块是如何组织起来的。
/* 指明该驱动程序适用于哪一些PCI设备 */
static struct pci_device_id demo_pci_tbl [] __initdata = {
{PCI_VENDOR_ID_DEMO, PCI_DEVICE_ID_DEMO,
PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, DEMO},
{0,}
};
/* 对特定PCI设备进行描述的数据结构 */
struct demo_card {
unsigned int magic;
/* 使用链表保存所有同类的PCI设备 */
struct demo_card *next;
/* ... */
}
/* 中断处理模块 */
static void demo_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
/* ... */
}
/* 设备文件操作接口 */
static struct file_operations demo_fops = {
owner: THIS_MODULE, /* demo_fops所属的设备模块 */
read: demo_read, /* 读设备操作*/
write: demo_write, /* 写设备操作*/
ioctl: demo_ioctl, /* 控制设备操作*/
mmap: demo_mmap, /* 内存重映射操作*/
open: demo_open, /* 打开设备操作*/
release: demo_release /* 释放设备操作*/
/* ... */
};
/* 设备模块信息 */
static struct pci_driver demo_pci_driver = {
name: demo_MODULE_NAME, /* 设备模块名称 */
id_table: demo_pci_tbl, /* 能够驱动的设备列表 */
probe: demo_probe, /* 查找并初始化设备 */
remove: demo_remove /* 卸载设备模块 */
/* ... */
};
static int __init demo_init_mole (void)
{
/* ... */
}
static void __exit demo_cleanup_mole (void)
{
pci_unregister_driver(&demo_pci_driver);
}
/* 加载驱动程序模块入口 */
mole_init(demo_init_mole);
/* 卸载驱动程序模块入口 */
mole_exit(demo_cleanup_mole);
上面这段代码给出了一个典型的PCI设备驱动程序的框架，是一种相对固定的模式。需要注意的是，同加载和卸载模块相关的函数或数据结构都要在前面加上__init、__exit等标志符，以使同普通函数区分开来。构造出这样一个框架之后，接下去的工作就是如何完成框架内的各个功能模块了。
3. 初始化设备模块
在Linux系统下，想要完成对一个PCI设备的初始化，需要完成以下工作：
检查PCI总线是否被Linux内核支持；
检查设备是否插在总线插槽上，如果在的话则保存它所占用的插槽的位置等信息。
读出配置头中的信息提供给驱动程序使用。
当Linux内核启动并完成对所有PCI设备进行扫描、登录和分配资源等初始化操作的同时，会建立起系统中所有PCI设备的拓扑结构，此后当PCI驱动程序需要对设备进行初始化时，一般都会调用如下的代码：
static int __init demo_init_mole (void)
{
/* 检查系统是否支持PCI总线 */
if (!pci_present())
return -ENODEV;
/* 注册硬件驱动程序 */
if (!pci_register_driver(&demo_pci_driver)) {
pci_unregister_driver(&demo_pci_driver);
return -ENODEV;
}
/* ... */
return 0;
}
驱动程序首先调用函数pci_present( )检查PCI总线是否已经被Linux内核支持，如果系统支持PCI总线结构，这个函数的返回值为0，如果驱动程序在调用这个函数时得到了一个非0的返回值，那么驱动程序就必须得中止自己的任务了。在2.4以前的内核中，需要手工调用pci_find_device( )函数来查找PCI设备，但在2.4以后更好的办法是调用pci_register_driver( )函数来注册PCI设备的驱动程序，此时需要提供一个pci_driver结构，在该结构中给出的probe探测例程将负责完成对硬件的检测工作。
static int __init demo_probe(struct pci_dev *pci_dev, const struct
pci_device_id *pci_id)
{
struct demo_card *card;
/* 启动PCI设备 */
if (pci_enable_device(pci_dev))
return -EIO;
/* 设备DMA标识 */
if (pci_set_dma_mask(pci_dev, DEMO_DMA_MASK)) {
return -ENODEV;
}
/* 在内核空间中动态申请内存 */
if ((card = kmalloc(sizeof(struct demo_card), GFP_KERNEL)) == NULL) {
printk(KERN_ERR "pci_demo: out of memory\n");
return -ENOMEM;
}
memset(card, 0, sizeof(*card));
/* 读取PCI配置信息 */
card->iobase = pci_resource_start (pci_dev, 1);
card->pci_dev = pci_dev;
card->pci_id = pci_id->device;
card->irq = pci_dev->irq;
card->next = devs;
card->magic = DEMO_CARD_MAGIC;
/* 设置成总线主DMA模式 */
pci_set_master(pci_dev);
/* 申请I/O资源 */
request_region(card->iobase, 64, card_names[pci_id->driver_data]);
return 0;
}
4. 打开设备模块
在这个模块里主要实现申请中断、检查读写模式以及申请对设备的控制权等。在申请控制权的时候，非阻塞方式遇忙返回，否则进程主动接受调度，进入睡眠状态，等待其它进程释放对设备的控制权。
static int demo_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
/* 申请中断，注册中断处理程序 */
request_irq(card->irq, &demo_interrupt, SA_SHIRQ,
card_names[pci_id->driver_data], card)) {
/* 检查读写模式 */
if(file->f_mode & FMODE_READ) {
/* ... */
}
if(file->f_mode & FMODE_WRITE) {
/* ... */
}
/* 申请对设备的控制权 */
down(&card->open_sem);
while(card->open_mode & file->f_mode) {
if (file->f_flags & O_NONBLOCK) {
/* NONBLOCK模式，返回-EBUSY */
up(&card->open_sem);
return -EBUSY;
} else {
/* 等待调度，获得控制权 */
card->open_mode |= f_mode & (FMODE_READ | FMODE_WRITE);
up(&card->open_sem);
/* 设备打开计数增1 */
MOD_INC_USE_COUNT;
/* ... */
}
}
}
5. 数据读写和控制信息模块
PCI设备驱动程序可以通过demo_fops 结构中的函数demo_ioctl( )，向应用程序提供对硬件进行控制的接口。例如，通过它可以从I/O寄存器里读取一个数据，并传送到用户空间里：
static int demo_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int
cmd, unsigned long arg)
{
/* ... */
switch(cmd) {
case DEMO_RDATA:
/* 从I/O端口读取4字节的数据 */
val = inl(card->iobae + 0x10);
/* 将读取的数据传输到用户空间 */
return 0;
}
/* ... */
}
事实上，在demo_fops里还可以实现诸如demo_read( )、demo_mmap( )等操作，Linux内核源码中的driver目录里提供了许多设备驱动程序的源代码，找那里可以找到类似的例子。在对资源的访问方式上，除了有I/O指令以外，还有对外设I/O内存的访问。对这些内存的操作一方面可以通过把I/O内存重新映射后作为普通内存进行操作，另一方面也可以通过总线主DMA（Bus Master DMA）的方式让设备把数据通过DMA传送到系统内存中。
6. 中断处理模块
PC的中断资源比较有限，只有0~15的中断号，因此大部分外部设备都是以共享的形式申请中断号的。当中断发生的时候，中断处理程序首先负责对中断进行识别，然后再做进一步的处理。
static void demo_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
{
struct demo_card *card = (struct demo_card *)dev_id;
u32 status;
spin_lock(&card->lock);
/* 识别中断 */
status = inl(card->iobase + GLOB_STA);
if(!(status & INT_MASK))
{
spin_unlock(&card->lock);
return; /* not for us */
}
/* 告诉设备已经收到中断 */
outl(status & INT_MASK, card->iobase + GLOB_STA);
spin_unlock(&card->lock);
/* 其它进一步的处理，如更新DMA缓冲区指针等 */
}
7. 释放设备模块
释放设备模块主要负责释放对设备的控制权，释放占用的内存和中断等，所做的事情正好与打开设备模块相反：
static int demo_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
/* ... */
/* 释放对设备的控制权 */
card->open_mode &= (FMODE_READ | FMODE_WRITE);
/* 唤醒其它等待获取控制权的进程 */
wake_up(&card->open_wait);
up(&card->open_sem);
/* 释放中断 */
free_irq(card->irq, card);
/* 设备打开计数增1 */
MOD_DEC_USE_COUNT;
/* ... */
}
8. 卸载设备模块
卸载设备模块与初始化设备模块是相对应的，实现起来相对比较简单，主要是调用函数pci_unregister_driver( )从Linux内核中注销设备驱动程序：
static void __exit demo_cleanup_mole (void)
{
pci_unregister_driver(&demo_pci_driver);
}
小结
PCI总线不仅是目前应用广泛的计算机总线标准，而且是一种兼容性最强、功能最全的计算机总线。而Linux作为一种新的操作系统，其发展前景是无法估量的，同时也为PCI总线与各种新型设备互连成为可能。由于Linux源码开放，因此给连接到PCI总线上的任何设备编写驱动程序变得相对容易。本文介绍如何编译Linux下的PCI驱动程序，针对的内核版本是2.4。

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资源链接：

链接：

提取码：evup

书名：Linux设备驱动开发详解

作者：宋宝华

豆瓣评分：6.5

出版社：机械工业出版社

出版年份：2015-8

页数：618

内容简介：

对于嵌入式工程师来说，进入更高阶段后，学习Linux设备驱动开发无疑就是职业生涯的一次“重生”。这是因为Linux设备驱动开发不仅仅涉及操作系统的转换，开发方式的转换，更重要的是思维上的转变。对于Linux这样一个复杂系统，如何从复杂的代码中抓住设备驱动开发的关键是任何一个Linux设备驱动开发者入门时需要面对的挑战。除了知识、工具之外，往往还需要思路上的指导。本书不但帮助Linux设备驱动开发的初学者厘清必要的概念，还从具体的实例、设备驱动开发的指导原则循序渐进地引导读者渐入学习佳境。为了让读者能够达到Linux设备驱动开发的至臻境界，作者更是从软件工程的角度抽象出设备驱动开发的一般思想。毫无疑问，本书将成为读者学习Linux设备驱动开发过程中的一座“灯塔”。

作者简介：

宋宝华，

Linux布道者，知名嵌入式系统专家，《Essential Linux Device Drivers》译者。作为最早从事Linux内核与设备驱动研究的专家之一，他在众多国内外知名企业开展Linux技术培训。他也是一位活跃的Linux开发者和深度实践者，为Linux官方内核贡献了大量的Linux源码并承担代码审核工作。至今已向Linux官方内核提交逾数万行代码和几百个补丁。他的《Linux设备驱动开发详解》系列书在嵌入式Linux开发者中有口皆碑，是众多Linux书籍中为数不多的畅销书。

⑤ 如何编写Linux操作系统的设备驱动程序

Linux是Unix操作系统的一种变种,在Linux下编写驱动程序的原理和
思想完全类似于其他的Unix系统,但它dos或window环境下的驱动程序有很大的
区别.在Linux环境下设计驱动程序,思想简洁,操作方便,功能也很强大,但是
支持函数少,只能依赖kernel中的函数,有些常用的操作要自己来编写,而且调
试也不方便.本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序,
获得了一些经验,愿与Linux fans共享,有不当之处,请予指正.
以下的一些文字主要来源于khg,johnsonm的Write linux device driver,
Brennan's Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,还有清华BBS上的有关
device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时,有的还有一些错误,我依
据自己的试验结果进行了修正.
一. Linux device driver 的概念
系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口,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.设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:
1.对设备初始化和释放.
2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据.
3.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.
4.检测和处理设备出现的错误.
在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型,一种是字符设备,另一种是
块设备.字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际
的硬件I/O一般就紧接着发生了,块设备则不然,它利用一块系统内存作缓冲区,
当用户进程对设备请求读/写时,它首先察看缓冲区的内容,如果缓冲区的数据
能满足用户的要求,就返回请求的数据,如果不能,就调用请求函数来进行实际
的I/O操作.块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间
来等待.
已经提到,用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道.每个设备文件都
都有其文件属性(c/b),表示是字符设备还蔤强樯璞?另外每个文件都有两个设
备号,第一个是主设备号,标识驱动程序,第二个是从设备号,标识使用同一个
设备驱动程序的不同的硬件设备,比如有两个软盘,就可以用从设备号来区分
他们.设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号
一致,否则用户进程将无法访问到驱动程序.
最后必须提到的是,在用户进程调用驱动程序时,系统进入核心态,这时不再是
抢先式调度.也就是说,系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他
的工作.如果你的驱动程序陷入死循环,不幸的是你只有重新启动机器了,然后就

⑥ Linux设备驱动开发详解的区别

第2版相对第1版的主要改动如下。
（1）直接提供VirtualBox虚拟机，该虚拟机上已包含了书中所需的开发环境和源代码，读者不再需要安装环境即可进行实验，书中详细介绍了各个实验的步骤。
（2）提供了专门的配套学习板—基于三星S3C6410SoC的LDD6410（LinuxDevice Drivers 6410），使得书中的各种真实设备驱动实例有了实验的依托。
（3）全面升级内核至Linux 2.6.28.6，根据Linux内核API的变更情况更新了书中的所有内容，如IC驱动的体系结构、网络NAPI的接口等，并对delayed_work等较新的内核机制进行了介绍。
（4）删除了过时的内容，如传统的按键驱动、SAA7113H启动、传统的IDE驱动等，同时新增了大量内容，包括Linux内核的编码风格、Linux内核的移植、Android驱动、USBUDC和gadget驱动、ALSASoC驱动、input驱动、SPI驱动、基于sysfs的设备驱动、Linux设备驱动的固件加载、Linux性能调优工具、Linux设备驱动的电源管理、Linux驱动的分层设计思想、主机驱动与设备驱动分离设计思想等。
（5）在块设备驱动方面，删除了RAMDISK驱动实例，而新增了更加简单易懂的vmem_disk、类似于globalmem和globalfifo驱动。
（6）对许多关键知识点的讲解进行了语言调整和内容增强，以便读者能更好地理解，例如，以专门章节讲解platform驱动等。

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简介：Linux设备驱动开发详解介绍了Linux设备驱动开发理论、框架与实例，详细说明了自旋锁、信号量、完成量、中断顶/底半部、定时器、内存和I/O映射以及异步通知、阻塞I/O、非阻塞I/O等Linux设备驱动理论,以及字符设备、块设备、tty设备、I2c设备、LCD设备、音频设备、USB设备、网络设备、PCI设备等Linux设备驱动架构中各个复杂数据结构和函数的关系，并讲解了Linux驱动开发的大量实例，使读者能够独立开发各类Linux设备驱动。

⑧ 怎样编写Linux设备驱动程序

Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序，获得了一些经验，愿与Linux fans共享
一、Linux device driver 的概念系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，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。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能：
1.对设备初始化和释放。
2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。
3.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。
4.检测和处理设备出现的错误。
二、实例剖析我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理。

⑨ Linux设备驱动开发 新手，创建第一个字符设备驱动时对一些代码的功能不是很了解，能解释一下吗

上层的read函数最终会调用read_test，write亦是如此。

read_test中：

if是判断是否准备好；for循环是来将要读取的count个数据写到buf(用户空间)中去，这里写的是‘a’.

release_test:

主要作用是将引用计数减1；引用计数是用来统计使用该模块的次数的。由此推断在open中有引用计数加一。这样就将资源的释放交给了内核，当引用计数为零时，内核将释放该驱动申请的资源。

⑩ 嵌入式Linux设备驱动开发详解的目录

第1章嵌入式系统与驱动程序1
本章目标1
1.1嵌入式系统概述1
1.1.1嵌入式系统的概念1
1.1.2嵌入式系统的特点2
1.1.3嵌入式系统的体系结构2
1.2嵌入式处理器介绍4
1.2.1嵌入式处理器分类4
1.2.2ARM概述5
1.2.3ARM系列芯片简介5
1.3嵌入式操作系统介绍7
1.3.1主流嵌入式操作系统7
1.3.2嵌入式系统的发展状况8
1.3.3嵌入式Linux介绍8
1.3.4嵌入式系统开发环境的建立9
1.3.5嵌入式软件开发10
1.4嵌入式Linux驱动程序12
1.4.1嵌入式Linux的内核空间和用户空间12
1.4.2嵌入式Linux的文件系统12
1.4.3嵌入式Linux的设备管理14
1.4.4嵌入式Linux的驱动程序16
1.5知识索引20
1.6思考与练习21
第2章简单的字符设备驱动程序23
本章目标23
2.1嵌入式Linux字符设备的驱动程序结构23
2.1.1嵌入式Linux驱动程序常用的头文件24
2.1.2File_operations结构体24
2.1.3字符设备驱动程序的入口25
2.1.4驱动程序的设备注册26
2.2设备驱动程序中的具体问题27
2.2.1I/O端口28
2.2.2内存操作29
2.2.3中断处理29
2.3LED的驱动程序实例及测试30
2.3.1LED I/O端口设置30
2.3.2LED硬件电路设计32
2.3.3LED驱动程序设计33
2.3.4LED测试程序设计36
2.4嵌入式Linux中断处理驱动程序及测试37
2.4.1中断处理过程37
2.4.2中断向量表39
2.4.3中断的处理模式39
2.4.4中断的优先级40
2.4.5中断的嵌套40
2.4.6中断源的扩展40
2.4.7中断控制寄存器的设置41
2.5按键中断的驱动程序实例45
2.5.1按键中断的电路设计45
2.5.2按键中断的驱动程序设计45
2.6知识索引48
2.7思考与练习49
第3章数字显示驱动程序50
本章目标50
3.1数字显示器50
3.1.1数码管简介50
3.1.2数码管的分类51
3.1.3数码管显示原理51
3.2数码管显示电路的硬件设计52
3.2.1译码器的使用52
3.2.2数码管的驱动方式53
3.2.3串/并变换的译码设计55
3.3数码管驱动程序实例56
3.3.1驱动程序的初始化和卸载模块56
3.3.2文件操作结构模块57
3.3.3数码管的打开模块57
3.3.4数码管的读写模块58
3.3.5数码管的I/O控制模块58
3.3.6数码管的退出模块58
3.3.7驱动程序的模块加载和卸载59
3.4数码管显示电路测试程序设计60
3.4.1数码管测试设计60
3.4.2数码管测试程序60
3.4.3数码管测试效果61
3.5知识索引61
3.6思考与练习62
第4章键盘驱动程序63
本章目标63
4.1键盘接口概述63
4.1.1键盘的分类63
4.1.2键盘的防抖65
4.1.3键盘的扫描65
4.1.4键盘的缓冲算法67
4.2键盘的驱动设计实例67
4.2.1锁存器和缓冲器扩展键盘67
4.2.2锁存器和缓冲器的接口68
4.2.3锁存器和缓冲器扩展键盘驱动程序设计69
4.2.4锁存器和缓冲器扩展键盘测试程序设计71
4.3智能控制芯片HD7279扩展键盘72
4.3.1HD7279的电路设计72
4.3.2HD7279的指令介绍73
4.3.3HD7279的串行接口74
4.3.4HD7279的驱动程序设计75
4.3.5HD7279的测试程序设计84
4.4知识索引85
4.5思考与练习85
第5章A/D驱动程序86
本章目标86
5.1A/D转换的过程86
5.1.1采样和保持86
5.1.2量化和编码88
5.1.3ADC的分类89
5.2A/D转换器的基本原理89
5.2.1逐次逼近型A/D转换器89
5.2.2双积分型A/D转换器90
5.2.3V/F和F/V型转换器93
5.2.4其他A/D转换器95
5.3A/D转换器接口技术97
5.3.1ADC的主要参数及意义97
5.3.2ADC的电路选择方法98
5.3.3ADC实际应用中的问题99
5.4S3C2410 A/D转换驱动设计实例99
5.4.1S3C2410的A/D转换电路99
5.4.2S3C2410X的A/D转换控制寄存器100
5.4.3S3C2410X的A/D转换数据寄存器101
5.4.4S3C2410X中A/D转换驱动程序的设计102
5.4.5S3C2410X中A/D转换测试程序的设计105
5.5知识索引106
5.6思考与练习107
第6章D/A驱动程序108
本章目标108
6.1D/A的原理介绍108
6.1.1D/A转换的概念及基本原理108
6.1.2电子模拟开关109
6.1.3D/A转换器的基本结构110
6.1.4D/A转换的静态参数114
6.1.5D/A转换的动态参数115
6.2D/A转换的硬件电路设计116
6.2.1D/A转换的接口技术116
6.2.2D/A转换芯片介绍117
6.2.3D/A转换的电路设计118
6.3D/A转换器的驱动程序实例118
6.3.1D/A驱动程序中的宏定义118
6.3.2D/A的模块加载118
6.3.3D/A转换器的文件操作模块119
6.3.4D/A转换器的读写控制模块120
6.3.5D/A转换器的打开、退出模块120
6.4测试程序的设计120
6.4.1D/A测试程序中的宏定义121
6.4.2D/A测试程序的主函数121
6.4.3D/A测试程序中的功能函数122
6.4.4D/A测试程序中的功能打印函数123
6.4.5D/A测试程序中的波形生成函数123
6.4.6D/A测试程序的效果124
6.5知识索引125
6.6思考与练习125
第7章LCD驱动程序126
本章目标126
7.1LCD显示器概述126
7.1.1液晶126
7.1.2LCD显示屏的背光127
7.1.3LCD显示器的分类127
7.1.4LCD的显示原理127
7.1.5LCD的驱动方式130
7.1.6LCD的常用指标131
7.2LCD的显示接口131
7.2.1灰度STN的时序132
7.2.2彩色STN的时序133
7.2.3TFT的时序134
7.3嵌入式处理器的LCD控制器136
7.3.1LCD控制器136
7.3.2LCD控制器的设置137
7.3.3LCD的字符显示缓存139
7.4LCD的驱动程序设计140
7.4.1LCD驱动程序相关的宏定义140
7.4.2LCD驱动程序的底层操作函数142
7.4.3LCD驱动程序提供的API145
7.4.4LCD驱动程序的模块化加载151
7.4.5LCD的测试程序152
7.5基于Framebuffer的LCD驱动程序实例155
7.5.1Framebuffer概述155
7.5.2LCD的电路连接155
7.5.3Framebuffer设备驱动程序的结构156
7.5.4Framebuffer设备驱动程序的设计159
7.5.5Framebuffer设备测试程序的设计164
7.5.6嵌入式Linux常用的GUI166
7.6知识索引166
7.7思考与练习167
第8章触摸屏驱动程序168
本章目标168
8.1触摸屏概述168
8.2触摸屏的分类168
8.2.1电阻技术触摸屏168
8.2.2表面声波技术触摸屏169
8.2.3电容电感技术触摸屏170
8.2.4红外线技术触摸屏170
8.3触摸屏的特性171
8.3.1透明度和色彩失真171
8.3.2反光性171
8.3.3清晰度171
8.3.4漂移172
8.3.5检测和定位172
8.4触摸屏的硬件电路设计172
8.4.1电阻式触摸屏的电路原理172
8.4.2电阻式触摸屏原点的定位173
8.4.3电阻式触摸屏的电路连接174
8.5触摸屏的驱动程序实例176
8.5.1触摸屏接口的模式176
8.5.2A/D转换和触摸屏寄存器的设置177
8.5.3触摸屏的坐标179
8.5.4触摸屏的电路连接180
8.5.5触摸屏的驱动程序接口181
8.6测试程序的设计182
8.6.1触摸屏的数据定义183
8.6.2触摸屏的数据处理183
8.6.3触摸屏的运行测试185
8.7知识索引186
8.8思考与练习187
第9章CAN总线驱动程序188
本章目标188
9.1CAN总线接口设计188
9.1.1CAN总线概述188
9.1.2CAN的工作特点及主要优点189
9.1.3CAN总线的电气特征和MAC帧结构189
9.2嵌入式处理器上CAN总线接口的扩展190
9.2.1SJA1000简介190
9.2.2SJA1000扩展191
9.3SJA1000扩展CAN总线接口的设计192
9.3.1CAN 控制器SJA1000的操作模式192
9.3.2CAN控制器SJA1000的特征功能193
9.3.3CAN 控制器SJA1000的Basic CAN模式设置194
9.4SJA1000扩展CAN总线接口的通信196
9.4.1通过CAN总线建立通信的步骤196
9.4.2SJA1000的初始化196
9.4.3驱动程序的结构设计198
9.4.4驱动程序init、exit、open、close函数的实现200
9.4.5驱动程序read、write函数的实现201
9.4.6驱动程序interrupt、ioctl函数实现202
9.4.7测试程序的编写202
9.5驱动程序的加载204
9.6知识索引204
9.7思考与练习205
第10章IIC总线驱动程序206
本章目标206
10.1IIC总线概述206
10.1.1IIC总线介绍206
10.1.2IIC总线引入的原因206
10.1.3IIC总线的特点206
10.1.4IIC总线的基本结构207
10.1.5IIC总线的术语207
10.1.6IIC总线的工作208
10.1.7IIC总线的竞争仲裁209
10.1.8IIC总线的工作流程210
10.2嵌入式处理器的IIC接口211
10.2.1IIC总线控制寄存器212
10.2.2IIC总线控制/状态寄存器213
10.2.3IIC总线地址寄存器214
10.2.4IIC总线移位数据寄存器214
10.2.5S3C2410中与IIC对应的I/O端口215
10.3基于IIC的键盘芯片应用216
10.3.1ZLG7290的功能217
10.3.2ZLG7290的控制方式218
10.3.3ZLG7290的寄存器218
10.3.4ZLG7290的通信接口219
10.3.5ZLG7290的指令介绍219
10.4IIC总线驱动程序实例221
10.4.1ZLG7290的电路连接221
10.4.2ZLG7290的通信流程223
10.4.3ZLG7290驱动中变量的定义225
10.4.4ZLG7290驱动中实时时钟的改变226
10.4.5ZLG7290和IIC寄存器的初始化227
10.4.6ZLG7290驱动程序的模块化228
10.4.7ZLG7290的文件操作结构228
10.5IIC总线的测试程序230
10.6知识索引231
10.7思考与练习231
第11章音频总线驱动程序232
本章目标232
11.1音频总线接口概述232
11.1.1音频的采样精度233
11.1.2音频编码233
11.2IIS音频总线接口233
11.2.1IIS总线的物理连接233
11.2.2IIS的总线协议234
11.2.3IIS总线的硬件设计235
11.2.4IIS总线的寄存器236
11.3AC97音频总线接口239
11.4IIS总线的驱动程序设计240
11.4.1音频设备基础知识240
11.4.2音频设备文件241
11.4.3WAV声音文件243
11.4.4音频设备和驱动程序的通信243
11.4.5设备的初始化和加载244
11.4.6DMA的操作和宏定义246
11.4.7audio设备文件的操作248
11.4.8mixer设备文件的操作260
11.5音频驱动程序的测试262
11.6知识索引262
11.7思考与练习263
第12章IDE接口驱动程序264
本章目标264
12.1IDE接口概述264
12.1.1硬盘知识介绍264
12.1.2IDE接口标准267
12.1.3IDE接口的传输模式269
12.1.4IDE接口寄存器269
12.2IDE接口驱动程序的移植271
12.2.1嵌入式Linux下IDE驱动程序接口271
12.2.2嵌入式Linux下IDE驱动程序272
12.2.3IDE硬盘的读/写操作274
12.3IDE驱动程序测试282
12.3.1磁盘文件系统简介283
12.3.2IDE分区测试283
12.4知识索引285
12.5思考与练习285
第13章闪存芯片的驱动程序286
本章目标286
13.1闪存芯片概述286
13.1.1闪存芯片的物理特性286
13.1.2嵌入式文件系统概述289
13.1.3MTD体系介绍289
13.1.4Flash专有名词291
13.2NAND Flash291
13.2.1NAND Flash的结构291
13.2.2NAND Flash的操作292
13.2.3NAND Flash控制器294
13.2.4NAND Flash的时序296
13.2.5NAND Flash的驱动程序实例297
13.3NOR Flash301
13.3.1NOR Flash的结构301
13.3.2NOR Flash的操作302
13.3.3NOR Flash的驱动程序实例303
13.4基于闪存的文件系统307
13.5知识索引309
13.6思考与练习310
第14章USB 设备驱动程序311
本章目标311
14.1USB接口概述311
14.1.1USB系统311
14.1.2USB的电气特性312
14.1.3USB总线的拓扑结构313
14.1.4USB的通信协议313
14.2嵌入式系统中USB的使用315
14.2.1OHCI概述315
14.2.2Host接口硬件设计316
14.3嵌入式系统中USB设备的驱动程序设计316
14.3.1