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Linux驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一個(gè)重要部分，驅(qū)動(dòng)程序的作用是將硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)進(jìn)行連接。在Linux系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)用是一個(gè)重要的技巧，掌握這些技巧對(duì)于進(jìn)行Linux驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)和調(diào)試非常重要。
在本文中，我們將分享一些Linux驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用技巧，這些技巧可以幫助開發(fā)者更好地理解驅(qū)動(dòng)程序的工作原理，并且提高驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)和調(diào)試效率。
Linux驅(qū)動(dòng)程序的基本概念
在開始介紹Linux驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用技巧之前，我們先來了解一下Linux驅(qū)動(dòng)程序的基本概念。
Linux驅(qū)動(dòng)程序是一種軟件程序，它可以在Linux系統(tǒng)中與硬件交互。Linux內(nèi)核中有許多不同類型的驅(qū)動(dòng)程序，如字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等。每種驅(qū)動(dòng)程序都負(fù)責(zé)管理特定類型的設(shè)備。通過驅(qū)動(dòng)程序，應(yīng)用程序可以與硬件設(shè)備進(jìn)行交互，例如讀寫文件、發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等。
Linux驅(qū)動(dòng)程序通常是為特定的硬件設(shè)備設(shè)計(jì)的。驅(qū)動(dòng)程序必須與特定的設(shè)備進(jìn)行交互，以便正確地配置設(shè)備、發(fā)送數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)。某些設(shè)備可能需要多個(gè)驅(qū)動(dòng)程序來完全支持它們。
Linux驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用技巧
在Linux驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)用過程中，有些技巧可以幫助您更好地理解驅(qū)動(dòng)程序的工作原理。下面是一些常見的Linux驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用技巧：
1. 使用inod命令安裝驅(qū)動(dòng)程序
在Linux系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)程序可以使用inod命令進(jìn)行安裝。要安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，您需要將其編譯成對(duì)象文件，并將其復(fù)制到系統(tǒng)的/lib/modules/$(uname -r)/目錄下。然后，您可以在命令行中使用inod命令來安裝驅(qū)動(dòng)程序。
例如，要安裝my_driver.ko驅(qū)動(dòng)程序，在命令行中輸入以下命令：
$ inod my_driver.ko
如果驅(qū)動(dòng)程序被正確編譯和安裝，它將會(huì)被加載到內(nèi)核中，并可以通過/sys/module/my_driver/目錄進(jìn)行訪問。
2. 使用lod命令查看已加載的驅(qū)動(dòng)程序
在Linux系統(tǒng)中，您可以使用lod命令查看已加載的驅(qū)動(dòng)程序。該命令可以顯示當(dāng)前已加載的所有驅(qū)動(dòng)程序以及各自的狀態(tài)、版本號(hào)和其他參數(shù)。
例如，要查看已加載的驅(qū)動(dòng)程序列表，在命令行中輸入以下命令：
$ lod
該命令將顯示已加載的驅(qū)動(dòng)程序列表以及相關(guān)的信息。
3. 使用modprobe命令安裝和卸載驅(qū)動(dòng)程序
除了使用inod命令安裝驅(qū)動(dòng)程序以外，Linux系統(tǒng)還提供了另一個(gè)命令modprobe。該命令可以自動(dòng)加載依賴的驅(qū)動(dòng)程序，并在不需要時(shí)自動(dòng)將其卸載。
例如，要安裝my_driver.ko驅(qū)動(dòng)程序和其依賴的驅(qū)動(dòng)程序，在命令行中輸入以下命令：
$ modprobe my_driver
如果驅(qū)動(dòng)程序需要卸載，您可以在命令行中輸入以下命令：
$ modprobe -r my_driver
該命令將從內(nèi)核中卸載my_driver.ko驅(qū)動(dòng)程序。
4. 使用inod命令進(jìn)行模塊參數(shù)的傳遞
在Linux驅(qū)動(dòng)程序中，模塊參數(shù)可以使用inod命令進(jìn)行傳遞。模塊參數(shù)是驅(qū)動(dòng)程序中可以修改的值，可以通過命令行傳遞給驅(qū)動(dòng)程序。
例如，要將my_driver.ko驅(qū)動(dòng)程序的debug參數(shù)設(shè)置為1，在命令行中輸入以下命令：
$ inod my_driver.ko debug=1
5. 使用dmesg命令查看內(nèi)核消息
在Linux系統(tǒng)中，內(nèi)核產(chǎn)生的消息可以通過dmesg命令進(jìn)行查看。驅(qū)動(dòng)程序在運(yùn)行期間可能會(huì)輸出調(diào)試消息、警告消息和錯(cuò)誤消息等。通過dmesg命令，您可以查看這些消息，以便進(jìn)行調(diào)試和排除故障。
例如，在命令行中輸入以下命令：
$ dmesg | grep my_driver
該命令將輸出與my_driver.ko驅(qū)動(dòng)程序相關(guān)的內(nèi)核消息。
結(jié)論
Linux驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)用是Linux系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)方面，掌握這些技巧可以幫助您更好地理解驅(qū)動(dòng)程序的工作原理，并提高驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)和調(diào)試效率。在本文中，我們介紹了一些常見的Linux驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用技巧，希望對(duì)您有所幫助。
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一、Linux device driver 的概念\x0d\x0a\x0d\x0a 系統(tǒng)調(diào)用是操作系統(tǒng)內(nèi)核和應(yīng)用程序之間的接口，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核和機(jī)器硬件之間的接棗圓口。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閼?yīng)用程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)，這樣在應(yīng)用程序看來，硬件設(shè)備只是一個(gè)設(shè)備文件，應(yīng)用程序可以象操作普通文件一樣對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行操作。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是內(nèi)核的一部分，它完成以下的功能:\x0d\x0a\x0d\x0a 1、對(duì)設(shè)早巖褲備初始化和釋放；\x0d\x0a\x0d\x0a 2、把數(shù)據(jù)從內(nèi)核傳送到硬件和從硬件讀取數(shù)據(jù)；\x0d\x0a\x0d\x0a 3、讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)和回送應(yīng)用程序請(qǐng)求的數(shù)據(jù)；\x0d\x0a\x0d\x0a 4、檢測和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯(cuò)誤。\x0d\x0a\x0d\x0a 在Linux操作系統(tǒng)下有三類主要的設(shè)備文件類型，一是字符設(shè)備，二是塊設(shè)備，三是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。字符設(shè)備和塊設(shè)備的主要區(qū)別是:在對(duì)字符設(shè)備發(fā)出讀/寫請(qǐng)求時(shí)，實(shí)際的硬件I/O一般就緊接著發(fā)生了，塊設(shè)備則不然，它利用一塊系統(tǒng)內(nèi)存作緩沖區(qū)，當(dāng)用戶進(jìn)程對(duì)設(shè)備請(qǐng)求能滿足用戶的要求，就返回請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，如果不能，就調(diào)用請(qǐng)求函數(shù)來進(jìn)行實(shí)際的I/O操作。塊設(shè)備是主要針對(duì)磁盤等慢速設(shè)備設(shè)計(jì)的，以免耗費(fèi)過多的CPU時(shí)間來陸簡等待。\x0d\x0a\x0d\x0a 已經(jīng)提到，用戶進(jìn)程是通過設(shè)備文件來與實(shí)際的硬件打交道。每個(gè)設(shè)備文件都都有其文件屬性(c/b)，表示是字符設(shè)備還是塊設(shè)備?另外每個(gè)文件都有兩個(gè)設(shè)備號(hào)，之一個(gè)是主設(shè)備號(hào)，標(biāo)識(shí)驅(qū)動(dòng)程序，第二個(gè)是從設(shè)備號(hào)，標(biāo)識(shí)使用同一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的不同的硬件設(shè)備，比如有兩個(gè)軟盤，就可以用從設(shè)備號(hào)來區(qū)分他們。設(shè)備文件的的主設(shè)備號(hào)必須與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序在登記時(shí)申請(qǐng)的主設(shè)備號(hào)一致，否則用戶進(jìn)程將無法訪問到驅(qū)動(dòng)程序。\x0d\x0a\x0d\x0a 最后必須提到的是，在用戶進(jìn)程調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入核心態(tài)，這時(shí)不再是搶先式調(diào)度。也就是說，系統(tǒng)必須在你的驅(qū)動(dòng)程序的子函數(shù)返回后才能進(jìn)行其他的工作。如果你的驅(qū)動(dòng)程序陷入死循環(huán)，不幸的是你只有重新啟動(dòng)機(jī)器了，然后就是漫長的fsck。\x0d\x0a\x0d\x0a 二、實(shí)例剖析\x0d\x0a\x0d\x0a 我們來寫一個(gè)最簡單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。雖然它什么也不做，但是通過它可以了解Linux的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的工作原理。把下面的C代碼輸入機(jī)器，你就會(huì)獲得一個(gè)真正的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。\x0d\x0a\x0d\x0a 由于用戶進(jìn)程是通過設(shè)備文件同硬件打交道，對(duì)設(shè)備文件的操作方式不外乎就是一些系統(tǒng)調(diào)用，如 open，read，write，close?， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系統(tǒng)調(diào)用和驅(qū)動(dòng)程序關(guān)聯(lián)起來呢?這需要了解一個(gè)非常關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：\x0d\x0a\x0d\x0a STruct file_operatiONs {\x0d\x0a\x0d\x0a int (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*open) (struct inode * ，struct file *);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*release) (struct inode * ，struct file *);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*fsync) (struct inode * ，struct file *);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);\x0d\x0a\x0d\x0a int (*revalidate) (dev_t dev);\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a 這個(gè)結(jié)構(gòu)的每一個(gè)成員的名字都對(duì)應(yīng)著一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。用戶進(jìn)程利用系統(tǒng)調(diào)用在對(duì)設(shè)備文件進(jìn)行諸如read/write操作時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用通過設(shè)備文件的主設(shè)備號(hào)找到相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，然后讀取這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相應(yīng)的函數(shù)指針，接著把控制權(quán)交給該函數(shù)。這是linux的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序工作的基本原理。既然是這樣，則編寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的主要工作就是編寫子函數(shù)，并填充file_operations的各個(gè)域。\x0d\x0a\x0d\x0a 下面就開始寫子程序。\x0d\x0a\x0d\x0a #include
基本的類型定義\x0d\x0a\x0d\x0a #include
文件系統(tǒng)使用相關(guān)的頭文件\x0d\x0a\x0d\x0a #include
\x0d\x0a\x0d\x0a #include
\x0d\x0a\x0d\x0a #include
\x0d\x0a\x0d\x0a unsigned int test_major = 0;\x0d\x0a\x0d\x0a static int read_test(struct inode *inode，struct file *file，char *buf，int count)\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a int left; 用戶空間和內(nèi)核空間\x0d\x0a\x0d\x0a if (verify_area(VERIFY_WRITE，buf，count) == -EFAULT )\x0d\x0a\x0d\x0a return -EFAULT;\x0d\x0a\x0d\x0a for(left = count ; left > 0 ; left–)\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a __put_user(1，buf，1);\x0d\x0a\x0d\x0a buf++;\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a return count;\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a 這個(gè)函數(shù)是為read調(diào)用準(zhǔn)備的。當(dāng)調(diào)用read時(shí)，read_test()被調(diào)用，它把用戶的緩沖區(qū)全部寫1。buf 是read調(diào)用的一個(gè)參數(shù)。它是用戶進(jìn)程空間的一個(gè)地址。但是在read_test被調(diào)用時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入核心態(tài)。所以不能使用buf這個(gè)地址，必須用__put_user()，這是kernel提供的一個(gè)函數(shù)，用于向用戶傳送數(shù)據(jù)。另外還有很多類似功能的函數(shù)。請(qǐng)參考，在向用戶空間拷貝數(shù)據(jù)之前，必須驗(yàn)證buf是否可用。這就用到函數(shù)verify_area。為了驗(yàn)證BUF是否可以用。\x0d\x0a\x0d\x0a static int write_test(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a return count;\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a static int open_test(struct inode *inode，struct file *file )\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a MOD_INC_USE_COUNT; 模塊計(jì)數(shù)加以，表示當(dāng)前內(nèi)核有個(gè)設(shè)備加載內(nèi)核當(dāng)中去\x0d\x0a\x0d\x0a return 0;\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a static void release_test(struct inode *inode，struct file *file )\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a MOD_DEC_USE_COUNT;\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a 這幾個(gè)函數(shù)都是空操作。實(shí)際調(diào)用發(fā)生時(shí)什么也不做，他們僅僅為下面的結(jié)構(gòu)提供函數(shù)指針。\x0d\x0a\x0d\x0a struct file_operations test_fops = {?\x0d\x0a\x0d\x0a read_test，\x0d\x0a\x0d\x0a write_test，\x0d\x0a\x0d\x0a open_test，\x0d\x0a\x0d\x0a release_test，\x0d\x0a\x0d\x0a };\x0d\x0a\x0d\x0a 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的主體可以說是寫好了?，F(xiàn)在要把驅(qū)動(dòng)程序嵌入內(nèi)核。驅(qū)動(dòng)程序可以按照兩種方式編譯。一種是編譯進(jìn)kernel，另一種是編譯成模塊(modules)，如果編譯進(jìn)內(nèi)核的話，會(huì)增加內(nèi)核的大小，還要改動(dòng)內(nèi)核的源文件，而且不能動(dòng)態(tài)的卸載，不利于調(diào)試，所以推薦使用模塊方式。\x0d\x0a\x0d\x0a int init_module(void)\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a int result;\x0d\x0a\x0d\x0a result = register_chrdev(0， “test”， &test_fops); 對(duì)設(shè)備操作的整個(gè)接口\x0d\x0a\x0d\x0a if (result
\x0d\x0a\x0d\x0a #include
\x0d\x0a\x0d\x0a #include
\x0d\x0a\x0d\x0a #include
\x0d\x0a\x0d\x0a main()\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a int testdev;\x0d\x0a\x0d\x0a int i;\x0d\x0a\x0d\x0a char buf;\x0d\x0a\x0d\x0a testdev = open(“/dev/test”，O_RDWR);\x0d\x0a\x0d\x0a if ( testdev == -1 )\x0d\x0a\x0d\x0a {\x0d\x0a\x0d\x0a printf(“Cann’t open file \n”);\x0d\x0a\x0d\x0a exit(0);\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a read(testdev，buf，10);\x0d\x0a\x0d\x0a for (i = 0; i );\x0d\x0a\x0d\x0a close(testdev);\x0d\x0a\x0d\x0a }\x0d\x0a\x0d\x0a 編譯運(yùn)行，看看是不是打印出全1 \x0d\x0a\x0d\x0a 以上只是一個(gè)簡單的演示。真正實(shí)用的驅(qū)動(dòng)程序要復(fù)雜的多，要處理如中斷，DMA，I/O port等問題。這些才是真正的難點(diǎn)。上述給出了一個(gè)簡單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)編寫的框架和原理，更為復(fù)雜的編寫需要去認(rèn)真研究LINUX內(nèi)核的運(yùn)行機(jī)制和具體的設(shè)備運(yùn)行的機(jī)制等等。希望大家好好掌握LINUX設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序編寫的方法。關(guān)于linux如何調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
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