Linux驱动开发入门教程

"这是一份关于Linux驱动开发的教程，适合初学者入门。" 在Linux系统中，驱动开发是连接硬件与操作系统内核的关键环节，它使得操作系统能够识别并控制硬件设备。这份教程由Xavier Calbet撰写，于2006年发布，旨在提供一个快速且简单的Linux设备驱动编写指南。 在开始Linux驱动开发之前，开发者需要具备以下基础知识： 1. **C编程**：由于Linux内核主要用C语言编写，因此深入理解C编程是必要的。这包括指针的使用、位操作函数等概念。 2. **微处理器编程**：开发者需要了解微计算机的内部工作原理，如内存寻址、中断处理等。这些知识对汇编程序员来说应该是熟悉的。 教程中将重点关注字符型设备，并且这些设备将以模块的形式加载。这里选用的是Kernel 2.6.x系列，特别是2.6.8版本，该版本在当时运行在Debian Sarge（即当时的Debian稳定版）上。 在Linux驱动开发中，需要区分两个重要的空间： 1. **内核空间（Kernelspace）**：Linux内核负责管理硬件资源，处理系统调用，以及与硬件设备的交互。驱动程序就运行在这个空间，它们直接与硬件交互，执行如数据传输、中断处理等任务。 2. **用户空间（Userspace）**：这是应用程序运行的地方，它们通过系统调用接口与内核进行通信。用户空间的应用程序不能直接访问硬件，而是通过调用驱动程序在内核空间的服务来间接操作硬件。 在Linux中，设备驱动分为两大类：字符设备和块设备。字符设备通常用于流式数据，如串口或键盘；而块设备则用于存储设备，如硬盘或闪存。本教程将主要讲解字符设备驱动的开发，这包括设备注册、设备文件创建、设备读写操作的实现等。 开发字符设备驱动通常涉及以下几个步骤： 1. **设备注册**：驱动程序需要在内核中注册设备，以便系统知道它的存在。 2. **设备文件创建**：在/dev目录下创建设备文件，使得用户空间可以通过文件系统接口与设备进行交互。 3. **设备操作函数**：定义read()、write()、open()、close()等操作函数，实现用户空间到内核空间的数据传输和设备控制。 4. **中断处理**：如果设备支持中断，驱动程序还需要处理中断事件，确保数据的及时处理和系统的响应性。 此外，为了方便驱动的动态加载和卸载，通常会将驱动编译为模块。这样，当需要使用特定硬件时，可以动态加载驱动模块，不需要每次启动系统都加载所有驱动。 Linux驱动开发是一门技术含量较高的工作，需要理解操作系统原理、硬件工作方式以及C编程。这份教程为初学者提供了一个良好的起点，通过它，读者可以逐步掌握如何为Linux系统编写设备驱动，实现操作系统与硬件之间的有效沟通。