驱动程序架构.ppt

1、嵌入式Linux企业级 应用与实践,1,Linux设备驱动程序开发,第,章,本章目标,驱动程序总体框架,应用程序使用驱动接口的流程,接口函数的使用,设备驱动程序源代码的基本结构,1.2 字符设备驱动程序接口,/* * 驱动程序中使用的各种函数的原型声明。标准的作法是将函数原型声明 * 放在一个头文件中，然后在该文件开始处使用#include引用，并在该 * 文件中定义。 * 这里我们将函数的声明和定义放在一起。所以下面的代码既是函数的声明， * 也是函数的定义。 */ static ssize_t spioc_read(struct file *filp, char *buff, size_t

2、 cnt, loof_t *off) /* 这里是read函数的代码 */ return ret; static ssize_t spioc_write(struct file *filp, char *buff, size_t cnt, loff_t *off) /* 这里是write函数的代码 */ return ret; ,1.2 字符设备驱动程序接口,static int spioc_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg) /* 这里是ioctl函数的代码，它的

3、一般格式为一个switch分支语句 *switch(cmd) *case CMD1: *. *break; *. *case CMDn: *. *break *default: *. *break; * */ return ret; ,ioctl()函数用于控制驱动程序本身的一些特性和参数，如设定驱动 程序使用的缓冲区的大小，设定串行通讯的速率等。,1.2 字符设备驱动程序接口,static int spioc_open(struct inode *inode, struct file *filp) /* 这里是open函数的代码 */ return ret; static int spioc

4、_close(struct inode *inode, struct file *filp) /* 这里是close函数的代码 */ return ret; ,上述5个函数，既read(), write(), ioctl(), open(), close()，是一个字符 设备驱动程序最基本的需要由驱动程序的作者完成的函数。 这5个函数将对应于相应的5个系统调用： read() - spioc_read() write() - spioc_write() ioctl() - spioc_ioctl() open() - spioc_open() close() - spioc_close(),系

5、统调用,驱动程序函数,1.2 字符设备驱动程序接口,static struct file_operations spioc_fops = read:spioc_read, write:spioc_write, ioctl:spioc_ioctl, open:spioc_open, release:spioc_close, ;,上述代码定义了一个file_operations类型的结构体spioc_fops，并将 其中的一些成员赋了初值。由于spioc_fops是一个静态变量，所以其他成员的初值是“零”。 结构体spioc_fops将作为一个参数在注册一个设备驱动程序时传递给内核。 内核使用设备

6、链表维护各种注册的设备。不同类型的设备使用不同的链表。,结构体初始化 在GNU C中，允许使用冒号（：）为特定的结构体成员定义初始值，其他成员为0. Linux2.6内核使用C99标准初始化结构体 static struct file_operations my_fops = .open = my_open, .release = my_release, ;,1.2 字符设备驱动程序接口,open与release方法 my_open和my_release函数会在设备打开和关闭时被调用，其工作很简单，仅仅执行两个宏：”MOD_INC_USE_COUNT”,”MOD_DEC_USE_COUNT”。

7、这两个宏负责记录（增加或者减少）设备模块被使用的情况，防止当有应用程序使用驱动程序时，此模块被意外地卸载。,static int my_open(struct inode * inode, struct file * filp) MOD_INC_USE_COUNT； printk(“my device openn”); /驱动调试常用的打印函数 return 0; ,static int my_release(struct inode * inode, struct file * filp MOD_DEC_USE_COUNT return 0; ,1.2 字符设备驱动程序接口,read与wri

8、te方法 read方法完成将数据从内核拷贝到应用程序空间,write方法相反,将数据从应用程序空间拷贝到内核.,static ssize_t demo_write(struct file *filp,const char *buffer, size_t count ,loff_t *ppos) copy_from_user(drv_buf , buffer, count); return count; ,static ssize_t demo_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos) copy_to_us

9、er(buffer, drv_buf,count); return count; ,文件指针,数据缓冲区,数据长度,文件偏移量,1.2 字符设备驱动程序接口,数据拷贝 由于用户空间和内核空间的内存映射方式完全不同,所以不能使用memcpy之类的函数,必须使用如下函数.,unsigned long copy_to_user (void * to , const void * from , unsigned long count ); unsigned long copy_from_user (void * to , const void * from , unsigned long count)

10、;,1.2 字符设备驱动程序接口,ioctl方法 ioctl 方法主要用于对设备进行读写之外的其他控制，比如配置设备、进入或退出某种操作模式，这些操作一般都无法通过read/write 文件操作来完成，比如在UP-NETARM2410中的SPI 设备通道的选择操作，无法通过write 操作控制，这就是ioctl 操作的功能。,static int demo_ioctl ( struct inode *inode , struct file *file , unsigned int cmd , unsigned long arg ) switch(cmd) case 1:printk(runin

11、g command 1 n);break; case 2:printk(runing command 2 n);break; default:printk(error cmd numbern);break; return 0; ,1.2 字符设备驱动程序接口,使用设备驱动程序,应用程序系统调用设备驱动程序设备（寄存器）,使用一个设备一般需要执行如下一些操作： 打开设备文件。 对设备进行必要的设置，如设置串口速率。 对设备进行读、写等操作，如通过串口收发数据。 结束对设备的使用之前，如果改变了设备的某些设置，则将其恢复到缺省状态，保证设备停用后没有任何不好的副作用。 关闭设备。,一个设备如何被使用属于“策略”，应该由应用程序决定，而不是设备驱动程序。设备驱动程序应该只实现“机制”。,1.2 字符设备驱动程序接口,int main(int argc, char *argv) . pd = open(“/dev/spioc”, O_RDWT); . ,应用程序,crw- 1 root root 21, 0 Jan 1 00:15 spioc,/dev,open(const char *, int),系统调用,static struct file_operations spioc_fops = read:spioc_read, write:spioc_w