实验四

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了实验四相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

本章内容:
Linux设备驱动的基本概念
Linux设备驱动程序的基本功能
linux设备驱动的运作过程
常见设备驱动接口函数
掌握LCD设备驱动程序编写步骤
掌握键盘设备驱动程序编写步骤

  1. 设备驱动简介
    • 设备驱动程序是内核的一部分。
    • OS通过各种驱动程序来操作硬件设备,设备驱动程序是内核的一部分,硬件驱动程序是OS最基本的组成部分。
    • Linux将最基本的核心代码编译在内核当中,其他代码编译到内核或者内核的模块文件,需要时再加载。常见的内核模块驱动程序比如声卡和网卡,linux基础驱动包括CPU,PCI总线,TCP/IP协议,APM(高级电源管理)等。
    • 加载驱动就是加载内核模块。
    • lsmod列出当前系统中加载的模块
    • 技术分享图片

    • 设备驱动程序与外界的接口
    • 技术分享图片

    • 设备驱动程序必须为内核或者其子系统提供一个标准接口。
  2. 设备驱动编程
    • 设备驱动程序以模块的方式动态加载到内核中。在驱动开发时没有main()函数,模块在调用insmod命令时被加载,在该函数中完成设备的注册。调用rmmod命令时被卸载。设备完成注册加载后,用户的应用程序可以对该设备进行一定的操作,如open()、read()、write()等。
  3. 字符设备的注册
    • 在内核中使用struct cdev结构来描述字符设备,我们在驱动设备中将已分配到的设备号以及设备操作接口(struct file_operations结构)赋予struct cdev结构变量。
    • 使用cdev_alloc()函数向系统申请分配struct cdev结构,再用cdev_init()函数初始化已分配到的结构与file_operations结构关联。
    • 调用cdev_add()函数将设备号与struct cdev结构进行关联并向内核正式报告新设备的注册,新设备可以使用了。
  4. 设备驱动结构函数
    • 打开设备的函数接口open()
    • 释放设备的函数接口realease()
    • 读写设备read() write()函数
    #include <linux/fs.h>
    
    ssize_t (*read) (struct file *filp, char *buff, size_t count, loff_t *offp)  
    ssize_t (*write) (struct file *filp, const char *buff, size_tc count, loff_t *offp)
    //*filep文件指针,buff指向用户缓冲区,count传入数据长度,offp用户在文件中的位置
    //返回值:写入的数据长度
    
    • 实现用户空间与内核空间数据交换的函数copy_to_user()copy_from_user(),同时检查用户空间指针是否有效,如无效,不进行复制。
    #include <asm/uaccess.h>
    unsigned long copy_to_user(void *to, const void *from, unsigned long count)
    unsigned long copy_from_user(void *to, const void *from, unsigned long count)
    
    //to数据目的缓冲区,from数据源缓冲区,count数据长度
    //返回值:写入的数据长度。失败:EFAULT
    
    • 硬件配置和控制,ioctl()函数接口给用户提供对设备的非读写操作机制。
    #include <linux/fs.h>
    int (*ioctl) (sturct inode *inode, sturct file *filp,unsigned int cmd, unsigned long arg)
    //inode:文件的内核内部结构指针,filp:文件描述符,cmd命令类型,arg命令相关参数
    • 以页面为单位分配内存的函数:
    #include <linux/malloc.h>
    • 以字节为单位分配内存的函数kmalloc()






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