Linux设备驱动入门：实例解析

“Linux设备驱动实例”是一份关于Linux操作系统下设备驱动程序的讲解材料，旨在帮助初学者理解设备驱动的设计和实现过程。该资源由杨少华提供，内容包括基本原理、设备驱动的分层结构、可安装模块的介绍以及驱动程序的安装和使用方法。 在Linux中，设备驱动扮演着操作系统与硬件之间的桥梁角色，允许系统通过标准的接口与各种硬件设备通信。设备驱动通常分为以下几个层次： 1. **应用层**：这是用户与设备交互的最高层，通常通过应用程序或系统调用来实现。 2. **文件系统层**：设备在Linux中表现为文件，应用程序通过文件操作（如open, read, write, ioctl等）与设备交互。 3. **设备驱动层**：设备驱动程序实现了具体硬件的操作逻辑，将上层的抽象操作转化为对硬件的直接控制。 4. **物理输入输出层**：这一层负责硬件的实际操作，包括寄存器读写、中断处理等。 在Linux中，设备驱动可以被编译成可安装模块（module），这样可以在系统运行时动态加载或卸载，增强了系统的灵活性。模块化使得新硬件的支持变得更加简单，因为无需每次更新内核。要安装模块，可以使用`insmod`命令。在编写模块时，若需引用内核中的函数或变量，需声明为`extern`。 数据结构在设备驱动中起着关键作用，例如`File`结构体，它定义了与文件相关的操作，如打开、读取、写入等。在设备驱动中，文件的逻辑空间需要映射到设备的逻辑空间，再进一步映射到物理空间，以便正确地处理数据传输。 设备驱动实例可能涵盖字符设备驱动和块设备驱动。字符设备驱动通常用于处理连续数据流，如键盘、鼠标或串口。它们不保证数据的原子性，每个操作可能产生任意数量的字符。相反，块设备驱动用于存储设备，如硬盘，它们处理固定大小的数据块，并确保数据的一致性。 为了创建设备文件，需要使用`mknod`命令，这会创建一个设备文件节点，允许用户通过标准的文件操作函数与设备交互。例如，字符设备的设备号（major, minor）是通过`mknod`指定的，这有助于系统识别并调度相应的驱动程序。 这个实例深入浅出地介绍了Linux设备驱动的基本概念、工作原理和实际操作，对于想要学习和开发Linux设备驱动的人员来说是一个很好的起点。通过理解这些基本概念，读者能够逐步掌握如何设计和实现设备驱动，以便更好地利用Linux系统与硬件设备进行交互。