開發(fā)Linux系統(tǒng)設備驅動程序并不難
最近看了好多內(nèi)核編程和驅動開發(fā)的教程,也參考了一些開發(fā)板上的例子??偨Y下來并不是想象的高不可及。開發(fā)驅動程序需要對 內(nèi)核有一定的了解,并不是非要解讀的多么透徹。
以下所指的驅動程序都是針對具體設備,并做成模塊動態(tài)加載方式工作的。驅動程序框架是分層的,有些驅動并不是針對具體設備的如ext2文件系統(tǒng)的驅動,tcp/ip協(xié)議的驅動等等,這些可以稱之為軟驅動,工作于其他具體設備驅動程序之上。由于我們做的是嵌入式開發(fā),僅僅編寫最低層的設備驅動就可以了。
設備驅動程序通常分為字符設備和塊設備,這是泛指分類。區(qū)別就是有緩沖區(qū)的就是塊設備,無緩沖區(qū)的就是字符設備。但是在linux源碼的drivers目錄下,不僅僅有block和char目錄,還有其他的各種設備,那是因為有些開發(fā)人員為了方便并沒有根據(jù)這種分類而是采用了更為直觀的功能分類。比如sound目錄,大家一看就知道里面存放的是各種音頻驅動了。
既然是設備驅動,我們先看看設備在linux中如何描述。在/dev目錄下存放有系統(tǒng)支持的所有設備。設備又可以成為設備節(jié)點,如果往系統(tǒng)中添加新設備,必須在/dev下創(chuàng)建相應的節(jié)點。一個設備驅動程序往往可以驅動若干設備,設備通過主設備號和次設備號區(qū)分。同一主設備號的所有設備使用一個驅動程序。次設備號為驅動程序提供了如何區(qū)分不同設備的入口。有些情況下還可以根據(jù)次設備號的高低4位區(qū)分設備的工作類型。舉個例子以hda0-hda4和hdb0-hdb4的關系,hda代表第一塊硬盤,hdb代表第二塊硬盤,由于大家都是硬盤因此此用同一驅動程序,所以had和hdb的主設備號一致。Hda后面的序號分別代表了該硬盤上的分區(qū)信息,為了有效的區(qū)分這些分區(qū),次設備的設定做了分類,該字節(jié)的高四位代表不同的硬盤的,而低4位代表分區(qū)索引。
了解了設備的描述,我們再看看軟件的環(huán)境。開發(fā)linux下驅動程序與你所使用的發(fā)行版本無關,不管你用redhat或mandrake等,都無所謂。真正影響你的是你當前所用的內(nèi)核的版本。如果你打算在目標板上用2.4.x的內(nèi)核,而你的主機上的linux用的卻是2.6.x的系統(tǒng),你的開發(fā)將是件麻煩的事。問題出在什么地方,你慢慢往下看就明白了。因此我們建議主機和目標系統(tǒng)采用同樣的內(nèi)核版本。
開發(fā)驅動過程中,由于采用的是內(nèi)核引用,在程序編譯時是不需要鏈接到庫文件的。因此lib路徑對我們就沒什么用了。但是由于需要引用內(nèi)核提供的各種數(shù)據(jù)結構和接口,必須設置好相應版本的include路徑,通常在/usr/include。在/usr/include下有好多頭文件,真正我們需要的只有/usr/include/linux目錄和/usr/include/asm目錄。
驅動程序設計中有兩個函數(shù)和三個數(shù)據(jù)結構最重要。Init_module和cleanup_module這兩個函數(shù)。File_operations,inode,file這三個數(shù)據(jù)結構,在linux/fs.h中定義。至于其他的象內(nèi)存操作,i/o操作,定時器,中斷,DMA等待都是提升部分了。





