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第6章 嵌入式Linux驱动程序开发 嵌入式Linux的设备管理 设备驱动程序开发过程 应用实例

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1. 嵌入式Linux的设备管理 设备管理概述 设备类型 设备号 Linux驱动程序概念 驱动程序结构 用户访问接口 Linux对中断的处理 设备驱动的初始化 设备驱动初始化函数主要功能198

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1.1 设备管理概述linux 将所有的设备看作具体的文件，通过 第六章 文件系统层对设备进行访问。这样可以很好的 做到“设备无关性”。可以把Linux对设备的管 1 2 3 嵌设应 理划分成四个层次：用户进程 文件系统层 设备驱动层 硬件层 入备用 式驱实 动例 程 的序 设开 备发 管过 理程 Linux

它们之间的关系如右 图所示：

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1.1 设备管理概述用户进程 用户进程一般位于内核之外，当它需要操 作设备时，可以就像访问普通文件一样，通过调用 第六章 read(),write()等文件操作系统调用来完成对设备文 1 2 3 件的访问和控制。 嵌设应 文件系统层：向用户提供一组统一的用户接口。它 入 备 用 位于用户进程层下面，属于内核空间，基本功能是 式 驱 实 动例 执行适合于所有设备的输入输出功能，使用户透明 程 的访问文件。在用户进程发出系统调用要求输入输 的序 出操作时，由文件系统层就处理请求的权限。 设开 设备驱动层：用于屏蔽具体设备的细节，设备驱动 备 发 过 程序位于内核中，它根据文件系统层的输入输出请 管 程 求来操作硬件上的设备控制器，完成设备的初始 理 化、打开释放设备以及数据在内核和设备间的传递 等操作。 Linux200

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1.2 设备类型Linux 中的设备可以分为三类：字符设备：数据的处理是以字节为单位按顺序进 第六章 行的，没有数据缓冲区，也不支持随机读写。嵌 1 2 3 入式系统中简单的按键、触摸屏、手写板都属于 嵌 设 应 字符设备。 入备用 块设备：是指那些在输入/输出时数据处理以块为 式 驱 实 动例 单位的设备，它一般都采用了缓存技术，支持数 程 据的随机读写。典型的块设备有硬盘、cd-rom 等。对用户来说块设备和字符设备的访问接口都 的 序 是一样的，区别仅在内核和驱动程序的软件接口 设 开 上。 备发 管过 网络设备：实现方法不同于以上两种设备，它面 理程 向的上一层不是文件系统层而是网络协议层，内 核和网络设备驱动程序间的通信，与字符设备和 块设备也完全不同。 Linux201

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1.3 设备号传统的设备管理上，除了设备类型外，linux 第六章 内核还需要一对被称作为主设备号、次设备号 1 2 3 的参数，才能唯一的标识设备。主设备号：标识设备对应的驱动程序。系统中不 同的设备可以有相同的主

设备号，主设备号相同 的设备使用相同的驱动程序，内核利用主设备号 将设备与相应的驱动程序对应起来。 次设备号：用来区分具体驱动程序的实例。从上 面可以知道，一个主设备号可能有多个设备与之 对应，这多个设备正是在驱动程序内通过次设备 号来进一步区分的。次设备号只能由设备驱动程 序使用，内核的其他部分仅将它作为参数传递给 驱动程序。

嵌设应 入备用 式驱实 动例 程 的序 设开 备发 管过 理程

Linux

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1.4 Linux驱动程序概念设备驱动程序是操作系统内核与机器硬件之 间的接口，设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬 件的细节，从应用程序来看，硬件设备只是一 个设备文件，应用程序可以向操作普通文件一 样对硬件设备进行操作，设备驱动程序属于内 核，主要功能有：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。 传送应用程序和设备文件之间的数据 检测和处理设备出现的错误。

第六章1 2 3

嵌设应 入备用 式驱实 动例 程 的序 设开 备发 管过 理程

Linux

设备驱动程序的开发方式主要有两种：基于 内核的方式和基于模块的方式。203

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1.5 驱动程序结构Linux的设备驱动程序分为三个主要部分：自动配臵和初始化子程序：负责监测所要驱动的 第六章 硬件设备是否存在和能否正常工作。仅在初始化 1 2 3 时被调用一次。 嵌设应 服务于I/O请求的子程序：也称为驱动程序的上半 入 备 用 部分。这部分程序由系统调用执行，和调用进程 式 驱 实 动例 属于同一个进程， 具有调用进程的运行环境，只 程 是由用户态变成了核心态。 中断服务子程序：也称为驱动程序的下半部分。 的 序 开 由Linux系统接收，再由系统调用中断服务子程 设 发 备 序。 管过 中断可以在任何一个进程运行时产生，因而中 理 程 断应该独立于任何进程。 同一个中断可以服务于多个设备，因而应该为 中断程序提供请求服务设备的标示参数。 Linux204

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1.5 用户访问接口对用户程序而言，设备驱动程序隐藏了设备 的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接 口，I/O 设备的存取可以通过一组固定的入口点 来进行，这组入口点是由每个设备的设备驱动 程序提供的。主要包括：open 入口点：打开设备准备I/O 操作。 release 入口点：关闭由open()函数打开的文件 read 入口点：从设备上读数据。对于有缓冲区 …… 此处隐藏：2753字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……