Linux嵌入式设备驱动程序结构详解

本文主要介绍了嵌入式设备驱动在Linux环境下的结构和基本概念，包括设备驱动程序的组成部分、Linux设备的分类、设备文件、主设备号和次设备号，以及设备驱动代码的分布和特点。 Linux的设备驱动程序结构分为三个主要接口：与操作系统内核的接口、与系统引导的接口和与设备的接口。驱动程序的代码通常包括注册与注销、设备的打开与释放、读写操作、控制操作、中断处理和轮询处理等关键部分。这些组件确保了驱动程序能够正确地与操作系统交互，并管理硬件设备。 嵌入式设备驱动在Linux中的重要性在于，由于嵌入式系统常常有大量独特的硬件设备，因此需要针对这些设备开发相应的驱动程序。驱动程序是操作系统内核与硬件之间的桥梁，使得上层的应用程序可以通过系统调用来访问和控制硬件。 Linux设备主要分为字符设备、块设备和网络设备。字符设备以字节为单位进行I/O操作，不支持随机访问，如串口设备。块设备支持缓冲和缓存，允许随机访问，适用于如硬盘这样的存储设备，并且可以支持文件系统。网络设备则通过BSD套接字接口进行通信。 设备文件在Linux中表现为普通文件，用户可以通过标准的文件操作来与设备交互。每个设备都有一个主设备号和次设备号，主设备号定义了设备类型和对应的驱动程序，次设备号用于区分使用同一驱动的多个硬件实例。 在Linux源码树中，设备驱动程序分散在不同的目录下，如`/block`、`/char`、`/cdrom`、`/pci`、`/scsi`、`/net`和`/sound`等，这反映了设备的类别和驱动的组织结构。 Linux设备驱动程序具有以下特点： 1. 驱动是内核的一部分，对系统的稳定性有直接影响。 2. 提供标准接口给内核和从属子系统，使得硬件访问统一化。 3. 使用内核的标准机制，如中断处理和缓冲管理，来高效地处理I/O请求。 实验部分包括编写简单驱动程序、设计KED&LED驱动程序、静态编译驱动并连接到内核，以及实现使用中断方式的驱动程序，这些都是实践驱动开发的关键步骤，帮助理解驱动程序的工作原理和实现细节。