Linux设备驱动开发基础教程

"Linux设备驱动开发入门" Linux设备驱动开发是一个复杂但重要的领域，它涉及到操作系统与硬件间的直接交互。本文档旨在为初学者提供一个快速且简洁的入门指南，介绍如何像内核开发者一样开发Linux设备驱动。由Xavier Calbet撰写并由顾宏军翻译的这份资料，遵循GNU Free Documentation License，适用于那些希望通过编程接口控制硬件的开发者。 在开始设备驱动开发之前，开发者需要具备一定的基础知识： 1. C编程：深入理解C语言，包括指针的使用和位操作函数，因为内核代码主要使用C语言编写。 2. 微处理器编程：了解微处理器的工作原理，如内存地址、中断等，这对于理解和编写低级别的硬件交互代码至关重要。 本文将重点放在2.6.x内核，特别是Debian Sarge使用的2.6.8内核版本，探讨的是可作为模块加载的字符设备驱动。字符设备驱动通常用于处理非连续数据流，如串行端口或键盘。 理解用户空间与内核空间的区别对于设备驱动开发至关重要： - 内核空间：包含Linux操作系统内核及其组件，如设备驱动。内核作为硬件和用户空间之间的桥梁，提供了一个抽象层，使得硬件管理变得简单且高效。内核空间中的任何代码，如模块和驱动，都直接访问硬件资源。 - 用户空间：这是用户运行的应用程序所在的地方，如shell、GUI程序等。这些应用程序通过内核提供的接口函数与硬件交互，而不是直接操作硬件。 两者之间的关系可以用图示表示，其中用户空间应用程序与内核空间的模块和驱动通过特定的系统调用和函数进行通信。在UNIX和Linux系统中，这些接口通常表现为文件I/O操作，因为设备经常被模拟为文件，允许通过标准的读写操作进行交互。 因此，设备驱动开发涉及实现这些接口函数，以便用户空间的应用程序能够通过系统调用（如open、read、write、close等）与硬件设备进行通信。开发人员需要了解如何编写内核模块，定义设备节点，并实现设备操作的回调函数，以完成数据传输、错误处理等任务。 Linux设备驱动开发是连接硬件和软件的关键环节，需要对底层系统有深入的理解。这份入门指南提供了一个良好的起点，帮助开发者踏入这个领域的门槛，继续深入学习和实践。