实验八增加新的设备驱动程序.ppt

实验八 增加新的设备驱动程序,实验八 增加新的设备驱动程序,预备知识 Linux设备分类 Linux设备文件 Linux设备驱动 实验指导 设备驱动函数 模块方式动态加载 编译时静态加载 实验目的、内容,1.1 Linux设备分类,字符设备 通过位于/dev目录的文件系统结点来存取 映射为chrdevs向量表中的device_struct条目 大部分字符设备是数据通道，只能顺序存取 直接对设备进行读写操作 块设备 通过/dev目录的文件系统结点存取，分为SCSI类和IDE类 填充blk_dev向量表中的blk_dev_struct数据结构 利用系统内存作为缓冲区在设备与内存间传送数据 网络设备 类似于一个已挂载的块设备 基于BSD Unix的Socket机制,1.2 Linux设备文件,把物理设备看成文件，将各种设备硬件的物理特性的细节屏蔽起来，实现用户程序与设备的无关性 三类设备文件：字符设备文件(c)、块设备文件(b)、网络设备文件(s) 设备文件命名规则 第一部分：主设备号，2-3个字符，表示设备的种类(驱动) 第二部分：次设备号，字母或数字，用于区分同种设备中的单个设备 通过proc文件系统访问相应的驱动程序,1.3 Linux驱动程序,驱动程序加载方式 常见的驱动程序作为内核模块动态加载（如声卡、网卡等） 最基础的驱动程序编译在内核文件中（如CPU、PCI总线、VFS等） 驱动加载时的模块命令 lsmod：列出当前系统中已经加载的内核模块 modinfo：查看模块信息 modprobe：挂载新的内核模块，该模块所依赖的模块也被同时挂载 rmmod：删除已挂载的模块 insmod：插入模块（功能没有modprob强）,实验八 增加新的设备驱动程序,预备知识 Linux设备分类 Linux设备文件 Linux设备驱动 实验指导 设备驱动函数 模块方式动态加载 编译时静态加载 实验目的、内容,2.1 设备驱动函数,驱动程序与外界的接口 与操作系统内核的接口：通过file_operation数据机构完成 与系统引导的接口：利用驱动程序对设备进行初始化 与设备的接口：描述驱动程序如何与设备交互 设备驱动程序的代码组成 驱动程序的注册和注销 设备的初始化：chr_dev_init()、blk_dev_init() 向内核注册：devfs_register_chrdev()、devfs_register_blkdev() 从内核注销：devfs_unregister_chrdev()、devfs_unregister_blkdev() 设备的打开和释放：open()、release() 设备的读写 字符设备：read()、write() 块设备：generic_file_read()、generic_file_write() 设备的控制：ioctl() 设备的中断和轮询,2.2 模块方式动态加载,内核模块(LKM, Loadable Kernel Modules) linux内核是整体结构，向内核添加或删除某些功能十分困难 引入模块机制 在内核中动态添加或删除模块 将模块从内核中独立出来，根据需要随时装入和卸载，使内核大小和通信量达到最小 内核模块动态加载 用insmod命令将模块手工插入到内核 通过kerneld内核守护进程自动装入所需模块,2.2 动态加载操作命令,lsmod：列出已经被内核调入的模块 insmod：将某个module插入到内核中(加载指定的库) modprob：将某个module加载到内核中(加载之前分析库之间的依赖关系) rmmod：将某个module从内核中卸载 depmod：生成依赖文件，告诉将来的insmod从哪儿调入模块 kerneld：自动将模块调入内核和把模块从内核中卸载,2.2 动态加载实现机制,init_modules() ：启动时内核模块的初始化，求出内核符号表中符号的个数 sys_create_module()：创建一个新模块，即为新模块分配空间，也是系统调用create_module()在内核的实现函数 sys_init_module()：系统调用init_module()在内核的实现函数 sys_delete_module()：系统调用delete_module()在内核的实现函数 query_module()：查询模块名 request_module()：主动装入内核模块,2.3 编译时静态加载,常用设备采用编译时静态加载方式 在源码目录linux/drivers/下建立新目录drivertest 在linux/drivers/ drivertest/目录下建立新的配置文件Kconfig和工程管理文件Makefile 在linux/drivers/ drivertest/目录下编写设备驱动程序源代码driver_kernel.c 在drivers/Kconfig文件中添加： source drivers/drivertest/Kconfig 在kernel/drivers/Makefile文件中添加： obj-$(CONFIG_DRIVER_VMALLOC +=drivertest/ 执行命令make menuconfig进行选择配置 重新编译内核,实验八 增加新的设备驱动程序,预备知识 Linux设备分类 Linux设备文件 Linux设备驱动 实验指导 设备驱动函数 模块方式动态加载 编译时静态加载 实验目的、内容,3.1 实验目的,了解Linux下设备驱动程序的原理 学习Linux 2.6内核下设备驱动程序编写方法 掌握用模块方式设计和加载驱动程序的方法 学会如何通过配置编译内核，将驱动添加进内核,3.2 实验内容,增加设备驱