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嵌入式应用程序设计第八章嵌入式linux设备驱动编程 知识点回顾 tcp ip模型套接字tcp套接字编程udp套接字编程 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 设备驱动的基本概念linux内核与驱动的关系linux内核模块结构内核模块命令 本次课内容 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 1 设备驱动概念是处理和操作硬件控制器的软件 驱动程序是内核的一部分 是操作系统内核与硬件设备的直接接口 驱动程序屏蔽了硬件的细节 完成以下功能 对设备初始化和释放 对设备进行管理 包括实时参数设置 以及提供对设备的操作接口 读取应用程序传送给设备文件的数据或者回送应用程序请求的数据 检测和处理设备出现的错误 8 1设备驱动编程基础 设备驱动 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 2 linux系统的设备分类字符设备通常指以字节为单位顺序读写的设备 如并口设备 虚拟控制台等 块设备通常指以块为单位随机读写的设备 如ide硬盘 scsi硬盘 光驱等 网络设备通常是指通过网络能够与其他主机进行数据通信的设备 如网卡等 8 1设备驱动编程基础 设备驱动 举例 linux设备识别 在linux中任何设备都是文件 所有设备的设备文件节点都在 dev目录下 ls al dev 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 3 设备驱动程序的特点内核代码内核接口内核机制和服务可装载可设置动态性 8 1设备驱动编程基础 设备驱动 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 4 设备驱动程序与整个软硬件系统的关系 8 1设备驱动编程基础 设备驱动 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 1 linux的内核模块linux内核采用可加载内核模块化设计 loadablekernelmodule lkm 内核模块 是一些可以让操作系统内核在需要时载入和执行的代码 是一种目标对象文件 通常由一组函数和数据结构组成 内核的一个模块可以以两种方式被编译和加载 直接编译进linux内核 随同linux启动时加载 编译成一个可加载和删除的模块 8 1设备驱动编程基础 内核模块编程 8 1设备驱动编程基础 内核模块编程 c语言程序linux内核模块运行用户空间内核空间入口main module init 指定 出口main module exit 指定 编译gcc cmakefile连接ldinsmod运行直接运行insmod调试gdbkdbug kdb kgdb等 2 linux内核模块与应用程序的区别 8 1设备驱动编程基础 内核模块编程 3 内核模块相关命令insmodmodule oloadthemodule注意 只有超级用户才能使用这个命令rmmodmoduleunloadthemodulelsmodlistallmodulesloadedintothekernel这个命令和cat proc modules等价modprobe r loadthemodulespecifiedandmodulesitdepends 举例 模块相关命令 lsmodinsmodhello ormmodhellomodprobe lib modules linux版本号 modules dep etc modprobe confmodeproble rhello 最简单的内核模块例子 include include includemodule license gpl staticint inithello init void printk hellokernel n return0 staticvoid exithello exit void printk byebye n module init hello init module exit hello exit 生成makefile文件 makefile文件obj m hello oall make c usr src linux 2 4 20 m shellpwd modulesclean make c usr src linux 2 4 20 m shellpwd modulesclean 编译装载过程 lshello cmakefile makemake c usr src linux 2 4 20 m wu char 8modules lshello chello mod chello mode ohello omake logmakefilemodules order sudoinsmodhello o dmesg tail 1hellokernel lsmod grephellohello12160 sudormmodhello dmesg tail 1byebye 不需要编写makefile的方法 gcc编译后加上 dmodule dlinux参数例如 gcc dmodule dlinux i usr src linux 2 4 20 include c ohello ohello c注意 i选项跟着linux内核源代码中include目录的路径 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 4 内核模块的程序结构一个linux内核模块主要由以下几个部分组成 模块加载函数 必须 模块卸载函数 必须 模块许可证声明 必须 模块参数 可选 模块导出符号 可选 模块作者等信息声明 可选 8 1设备驱动编程基础 内核模块编程 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 staticint initinitialization function void 初始化代码 module init initialization function 模块加载函数 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 staticvoid exitcleanup function void 释放代码 module exit cleanup function 模块卸载函数 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 module param 参数名 参数类型 参数读 写权限访问许可掩码 宏为模块声明一个参数支持的参数类型byte short ushort int uint long ulong bool charp invboolarray module param array name type nump perm 例如 staticchar str param linuxmoduleprogram staticintnum param 4000 module param num param int s irugo module param str param charp s irugo 参数在模块加载时传递 insmodhello otest 2 模块参数 滨州学院计算机科学技术系吴殿红 导出符号export symbol 符号名 export symbol gpl 符号名 模块声明与描述module author author module description description module version version string module device table table info module alias alternate name 导出符号与模块声明与描述 include include includestaticchar whom world staticinthowmany 1 module param howmany int 0444 module param whom charp s irugo staticint inithello init void inti for i 0 i howmany i printk d hello s n i whom return0 staticvoid exithello exit void printk goodbyeworld n module license gpl module description asimplemoduleprogram module v