建站
咨詢
售后
建站咨詢
新聞中心
作為開源操作系統(tǒng)的代表，Linux具有眾多優(yōu)秀的特性。其中之一，linux驅(qū)動程序框架便是Linux的重要特性之一。Linux驅(qū)動程序框架提供了Linux系統(tǒng)內(nèi)部硬件設(shè)備驅(qū)動程序的通用基礎(chǔ)，而且，開發(fā)者可以使用該框架來創(chuàng)建新的驅(qū)動程序，以支持更多的硬件設(shè)備。
本文將深入探討Linux驅(qū)動程序框架的原理、應(yīng)用以及實現(xiàn)，以便讓讀者更好地理解并掌握這一重要的Linux特性。
一、Linux驅(qū)動程序框架的原理
在Linux內(nèi)核中，驅(qū)動程序是可載入的內(nèi)核模塊，它們是Linux操作系統(tǒng)和硬件之間的接口。因此，Linux驅(qū)動程序框架是一種通用的硬件設(shè)備驅(qū)動程序接口。驅(qū)動程序使用設(shè)備文件系統(tǒng)（/dev）來訪問硬件設(shè)備并管理它們。Linux驅(qū)動框架則可以把這些硬件設(shè)備所需要的驅(qū)動程序細致地分割、層疊和模塊化管理。
為了方便我們理解Linux驅(qū)動程序框架的原理，考慮以下這些重要的概念：
1.內(nèi)核模塊：這是一種可以動態(tài)加載到內(nèi)核中的代碼。在運行過程中，可以 加載或卸載這些內(nèi)核模塊，以提供新的功能或修復(fù)錯誤。
2.設(shè)備驅(qū)動程序：它是一種系統(tǒng)內(nèi)核模塊，用來支持硬件設(shè)備的訪問和管理。設(shè)備驅(qū)動程序?qū)⒂布O(shè)備通用的驅(qū)動程序原理轉(zhuǎn)換為具體的硬件設(shè)備的特定驅(qū)動程序程序。
3.字符設(shè)備接口：該接口可以幫助設(shè)備驅(qū)動程序及應(yīng)用層的程序訪問文件系統(tǒng)中的字符設(shè)備文件（/dev）。字符設(shè)備文件是Linux內(nèi)核中的一種特殊的虛擬文件，它提供了一種通用的接口，用于支持字符設(shè)備訪問、輸入和輸出。
以上這些概念是理解Linux驅(qū)動程序框架原理所必須掌握的基礎(chǔ)知識。Linux驅(qū)動程序框架的主要原理如下：
1.硬件資源的抽象化：Linux驅(qū)動程序框架提供了通用的硬件資源接口，也就是抽象化了硬件資源，以便應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間的通信。
2.驅(qū)動程序的分割和管理：Linux驅(qū)動程序框架提供了一種驅(qū)動程序組織結(jié)構(gòu)，以方便驅(qū)動程序的 layering 和管理。驅(qū)動程序可以分割成小的，功能單一的驅(qū)動程序模塊，然后根據(jù)需要層疊起來以達到具體的設(shè)備控制。
3.設(shè)備文件系統(tǒng)的使用：Linux驅(qū)動程序可以使用設(shè)備文件系統(tǒng)來操作硬件設(shè)備，這可以通過文件的方式訪問硬件資源，因此總體上來說表現(xiàn)的更通用、更易于操作。
二、Linux驅(qū)動程序框架的應(yīng)用
Linux驅(qū)動程序框架的主要應(yīng)用是在Linux系統(tǒng)中支持硬件設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)，通過這些驅(qū)動程序可以在應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間建立連接。例如，你可以創(chuàng)建一個驅(qū)動程序，以控制輸入輸出設(shè)備，或做網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序和文件系統(tǒng)驅(qū)動程序等。
此外，Linux驅(qū)動程序框架應(yīng)用還可以擴展到一些比較高級的應(yīng)用場景中。比如，它可以用于嵌入式系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)、高性能計算機、web服務(wù)器等領(lǐng)域，以實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動程序的資源開發(fā)，管理和維護功能。
三、Linux驅(qū)動程序框架的實現(xiàn)
Linux驅(qū)動程序框架的實現(xiàn)是基于模塊機制的。模塊機制允許在內(nèi)核中動態(tài)加載組件（又稱為內(nèi)核模塊），以擴展操作系統(tǒng)的功能。Linux驅(qū)動程序框架也可以利用模塊機制實現(xiàn)在Linux系統(tǒng)中的驅(qū)動程序開發(fā)。
具體來說，Linux驅(qū)動程序框架的實現(xiàn)可以包括以下步驟：
1.創(chuàng)建一個內(nèi)核模塊，以自描述方式列出所支持的設(shè)備和驅(qū)動程序信息；
2.實現(xiàn)驅(qū)動程序函數(shù)，通常提供打開，關(guān)閉，讀，寫等控制設(shè)備的功能API；
3.創(chuàng)建字符設(shè)備文件使用驅(qū)動程序函數(shù)，用戶空間可以通過訪問這些驅(qū)動程序函數(shù)來訪問硬件設(shè)備。
Linux驅(qū)動程序框架的原理、應(yīng)用及實現(xiàn)是非常重要的。它能實現(xiàn)硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)之間的交互,極大地方便了用戶的使用,提高了硬件設(shè)備的利用效率。雖然從概念上來說是非常復(fù)雜的，但隨著對Linux操作系統(tǒng)及其驅(qū)動程序框架的深入理解，開發(fā)人員可以通過它創(chuàng)建出適用于不同場景的驅(qū)動程序，與外部設(shè)備進行高效的通信，并發(fā)揮其更大的潛力。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 如何編寫Linux的驅(qū)動程序
如何編寫Linux的驅(qū)動程序
看本書ldd
}; //IO功能選項，硬件上拉輸出 static unsigned int gpio_cfg_table = { S3C2410_GPB5_OUTP, S3C2410_GPB6_OUTP, S3C2410_GPB7_OUTP, S3C2410_GPB8_OUTP, }; //編寫一個ioctl函數(shù),這個函數(shù)提供給用戶端使用（也就是用戶態(tài)使用） static int my_ioctl(struct inode *inode,struct file* file,unsigned int cmd, 仔友unsigned long arg) { if (arg > 4){return -EINVAL;}if (cmd == 1) //led ON{ 念物s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,0);return 0;}if (cmd == 0) //led OFF{s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,1);return 0;}else{return -EINVAL;} } //一個和文件設(shè)備相關(guān)的結(jié)構(gòu)體。 static struct file_operations dev_fops = {.owner = THIS_MODULE,.ioctl = my_ioctl,//.read = my_read, //這個暫時屏蔽，一會我們再加入一個讀操作的函數(shù) }; //linux中設(shè)備的注冊結(jié)構(gòu)體 static struct miscdevice misc =
{.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,.name = DEVICE_NAME,.fops = &dev_fops, }; //設(shè)備初始化(包括注冊)函數(shù) static int __init dev_init(void) {int ret;int i;for (i=0;i,gpio_cfg_table);s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,0);mdelay(500);s3c2410_gpio_setpin(gpio_table,1);}ret = misc_register(&misc);printk(DEVICE_NAME”MY_LED_DRIVER init ok\念高槐n”);return ret; } //設(shè)備注銷函數(shù) static void __exit dev_exit(void) {misc_deregister(&misc); } //與模塊相關(guān)的函數(shù) module_init(dev_init); module_exit(dev_exit); MODULE_LICENSE(“GPL”); MODULE_AUTHOR(“blog.ednchin/itspy”);
MODULE_DESCRIPTION(“MY LED DRIVER”); 到此，上面就完成了一個簡單的驅(qū)動（別急，下面我們再會稍微增加點復(fù)雜的東西），以上代碼的可以簡單概括為：像自己寫51單片機或者ARM的裸奔程序一樣操作IO函數(shù)，然后再linux系統(tǒng)中進行相關(guān)必須的函數(shù)關(guān)聯(lián)和注冊。 為什么要關(guān)聯(lián)呢，為什么注冊呢？ 因為這是必須的，從以下這些結(jié)構(gòu)體就知道了。 stuct file_operations{ struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long); long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); … } file_operations 結(jié)構(gòu)體中包括了很多與設(shè)備相關(guān)的函數(shù)指針，指向了驅(qū)動所提供的函數(shù)。 struct inode{ struct hlist_node i_hash; struct list_head i_list; struct list_head i__list; struct list_head i_dentry; unsigned long i_ino; atomic_t i_count; unsigned int i_nlink; uid_t i_uid; gid_t i_gid; dev_t i_rdev; u64 i_version; loff_t i_size; … } inode 是 UNIX 操作系統(tǒng)中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它包含了與文件系統(tǒng)中各個文件相關(guān)的一些重要信息。在 UNIX 中創(chuàng)建文件系統(tǒng)時，同時將會創(chuàng)建大量的 inode 。通常，文件系統(tǒng)磁盤空間中大約百分之一空間分配給了 inode 表。 大略了解以上信息之后，我們只需把我們所要實現(xiàn)的功能和結(jié)構(gòu)體關(guān)聯(lián)起來。上例中已經(jīng)完成IO寫操作的函數(shù)，現(xiàn)在我們再添加一個讀的函數(shù)。基于這種原理，我們想實現(xiàn)各種功能的驅(qū)動也就很簡單了。 //添加讀函數(shù)示意， 用戶層可以通過 read函數(shù)來操作。 static int my_read(struct file* fp, char __user *dat,size_t cnt) {size_t i;printk(“now read the hardware…\n”);for(i=0;i = ‘A’;dat = ‘\0’;return cnt; } 這樣，完成驅(qū)動編寫。編譯之后，本驅(qū)動可以通過直接嵌入內(nèi)核中，也可以以模塊的嵌入的形式加載到linux內(nèi)核中去。 完成了驅(qū)動，寫個應(yīng)用程序了驗證一下吧： int main(int argc,char ** argv) {
int on; int led_no; int fd; char str; int cnt =0; fd = open(“/dev/MY_LED_DRIVER”,0); if (fd linux驅(qū)動程序框架的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于linux驅(qū)動程序框架,深入解析Linux驅(qū)動程序框架：原理、應(yīng)用及實現(xiàn),如何編寫Linux的驅(qū)動程序的信息別忘了在本站進行查找喔。
香港服務(wù)器選創(chuàng)新互聯(lián)，2H2G首月10元開通。
創(chuàng)新互聯(lián)（www.cdcxhl.com）互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商,擁有超過10年的服務(wù)器租用、服務(wù)器托管、云服務(wù)器、虛擬主機、網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗。專業(yè)提供云主機、虛擬主機、域名注冊、VPS主機、云服務(wù)器、香港云服務(wù)器、免備案服務(wù)器等。
網(wǎng)站題目：深入解析Linux驅(qū)動程序框架：原理、應(yīng)用及實現(xiàn)(linux驅(qū)動程序框架)
當(dāng)前網(wǎng)址：http://www.dlmjj.cn/article/dhesoho.html
