Linux设备驱动开发入门--设备驱动程序框架

一、Linux设备分类

　　Linux将设备主要分为三类：字符设备、块设备、网络设备。

　　1. 字符设备：必须以串行顺序依次访问的设备，不能让随机访问设备内存中某一组数据；

　　2. 块设备：可以按照任意顺序进行访问，以块为单位，例如硬盘、eMMc等；

　　3. 网络设备：面向数据包的接收和发送而设计，不倾向于对应文件系统的节点。

二、Linux设备驱动程序与外界的接口

　　1. 驱动程序于操作系统内核的接口

　　2. 驱动程序与系统引导的接口

　　3. 驱动程序与设备的接口

三、根据功能划分

　　1. 驱动程序的注册和注销。

　　设备驱动程序可以再系统启动的时候初始化，也可以在需要的时候动态加载。

　　字符设备的初始化由chr_dev_init()完成。

　　块设备初始化由blk_dev_init()完成。

　　每个字符设备或是块设备的初始化都是通过devfs_register_chrdev() 或是devfs_register_blkdev() 向内核注册，在关闭字符设备或是块设备时，需要通过devfs_unregister_chrdev() 或是 devfs_register_blkdev() 从内核中注销设备。

 

　　2. 设备的打开与释放

　　设备打开：

　　打开设备是由open()来完成的，例如打印机lp_open()

　　设备打开要经过一下几个步骤：

　　（1）增加设备使用计数

　　（2）检查设备相关错误，如设备尚未准备好类似的硬件问题

　　（3）检查是首次打开，则初始化设备

　　（4）识别设备号，如有必要则更新f_op指针

　　（5）如果需要，分配且设置要放在filp->private_data里的数据结构

　　设备释放：

　　关闭释放设备由release()来完成，例如释放打印机是用lp_release(),而释放终端设备是用tty_release ().

　　释放设备步骤如下：

　　（1）释放在filp->private_data中的open分配的内存。

　　（2）如果是最后一次释放，则关闭设备。

　　（3）递减设备使用计数。

　　3. 设备的读写操作

　　字符设备使用各自的read()和write()来进行数据读写。

　　块设备使用 generic_file_read() 和genertc_file_write()来进行数据读写。

　　这两个通用函数向请求表添加读写请求，内核可以通过ll_rw_block()优化请求顺序。由于是对内存缓冲区而不是设

备进行操作的，因而可以加快读写请求。如果内存缓冲区内没有要读入的数据或是要将写请求写入设备，那么就要真正

的执行数据传输。这是通过数据结构request_queue和request_fn()来完成 (include/linux/blkdev.h）。

　　4. 设备的控制操作

　除了读写操作，有时还要控制设备。这可以通过设备驱动程序中的ioctl()来完成。例如IDE硬盘的控制可以通过hd_ioctl()，对光驱的控制可以通过cdrom_ioctl()。

　　与读写操作不同，ioctl()的用法与具体设备密切相关。以软驱的floppy_ioctl()为例(drivers/block/floppy。c）：

　　static int fd_ioctl(struct inode *inode,

　　struct file *filp,

　　unsigned int cmd,

　　unsigned long param);

　　其中，cmd的取值及含义都是与软驱有关的，比如，FDEJECT表示弹出软盘。

　　除了ioctl()，设备驱动程序还可能有其他控制函数，比如llseek()等。

　　5. 设备的中断和轮询处理

　　对于不支持中断的设备，读写时需要轮询设备状态，以及是否需要继续进行数据传输。例如，打印机。如果设备支持中断，则可按照中断方式进行。

 

 

 

本文摘自：https://tech.hqew.com/news_589150

标签：字符,释放,驱动程序,--,读写,ioctl,Linux,设备
来源： https://www.cnblogs.com/foreveryoungwzw/p/14987378.html