linux驅動例子

㈠ 如何編寫linux的驅動程序

};  //IO功能選項，硬體上拉輸出  static unsigned int gpio_cfg_table[] = {      S3C2410_GPB5_OUTP,    S3C2410_GPB6_OUTP,    S3C2410_GPB7_OUTP,    S3C2410_GPB8_OUTP, };  //編寫一個ioctl函數,這個函數提供給用戶端使用（也就是用戶態使用）  static int my_ioctl(struct inode *inode,struct file* file,unsigned int cmd,           unsigned long arg) {                 if (arg > 4)        {            return -EINVAL;        }         if (cmd == 1) //led ON        {             s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg],0);            return 0;        }         if (cmd == 0) //led OFF        {            s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg],1);           return 0;        }        else        {             return -EINVAL;        }  }  //一個和文件設備相關的結構體。  static struct file_operations dev_fops =  {         .owner = THIS_MODULE,        .ioctl = my_ioctl,         //.read  = my_read,   //這個暫時屏蔽，一會我們再加入一個讀操作的函數 };  //linux中設備的注冊結構體 static struct miscdevice misc = 
{         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,        .name  = DEVICE_NAME,        .fops  = &dev_fops, };  //設備初始化(包括注冊)函數 static int __init dev_init(void) {         int ret;        int i;         for (i=0;i<4;i++)        {             s3c2410_gpio_cfgpin(gpio_table[i],gpio_cfg_table[i]);            s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[i],0);            mdelay(500);             s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[i],1);        }         ret = misc_register(&misc);         printk(DEVICE_NAME"MY_LED_DRIVER init ok\n");        return ret; }  //設備注銷函數   static void __exit dev_exit(void) {         misc_deregister(&misc); }  //與模塊相關的函數 mole_init(dev_init); mole_exit(dev_exit); MODULE_LICENSE("GPL");  MODULE_AUTHOR("blog.ednchina.com/itspy"); 
MODULE_DESCRIPTION("MY LED DRIVER");  到此，上面就完成了一個簡單的驅動（別急，下面我們再會稍微增加點復雜的東西），以上代碼的可以簡單概括為：像自己寫51單片機或者ARM的裸奔程序一樣操作IO函數，然後再linux系統中進行相關必須的函數關聯和注冊。 為什麼要關聯呢，為什麼注冊呢？ 因為這是必須的，從以下這些結構體就知道了。 stuct file_operations{  struct mole *owner;  loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);  ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);  ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);  ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);  ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);  int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t); 
 unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);  int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);  long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); … }  file_operations 結構體中包括了很多與設備相關的函數指針，指向了驅動所提供的函數。 struct inode{  struct hlist_node i_hash;  struct list_head i_list;  struct list_head i_sb_list;  struct list_head i_dentry;  unsigned long  i_ino;  atomic_t  i_count;  unsigned int  i_nlink;  uid_t   i_uid;  gid_t   i_gid;  dev_t   i_rdev;  u64   i_version;  loff_t   i_size; … }     inode 是 UNIX 操作系統中的一種數據結構，它包含了與文件系統中各個文件相關的一些重要信息。在 UNIX 中創建文件系統時，同時將會創建大量的 inode 。通常，文件系統磁碟空間中大約百分之一空間分配給了 inode 表。  大略了解以上信息之後，我們只需把我們所要實現的功能和結構體關聯起來。上例中已經完成IO寫操作的函數，現在我們再添加一個讀的函數。基於這種原理，我們想實現各種功能的驅動也就很簡單了。  //添加讀函數示意， 用戶層可以通過 read函數來操作。  static int my_read(struct file* fp, char __user *dat,size_t cnt) {        size_t i;         printk("now read the hardware...\n");       for(i=0;i<cnt;i++)           dat[i] = 'A';       dat[i] = '\0';       return cnt;  }  這樣，完成驅動編寫。編譯之後，本驅動可以通過直接嵌入內核中，也可以以模塊的嵌入的形式載入到linux內核中去。  完成了驅動，寫個應用程序了驗證一下吧：  int main(int argc,char ** argv) {  
    int on;     int led_no;     int fd;     char str[10];     int cnt =0;      fd = open("/dev/MY_LED_DRIVER",0);     if (fd < 0)     {         printf("can't open dev\n");        exit(1);         }      printf("read process\n");     cnt = read(fd,str,10);      printf("get data from driver:\n%s\ncount = %d\n",str,cnt);     printf("read process end \n");     cnt = 0;      printf("running...\n");     while(cnt++<1000)     {        ioctl(fd,0,0);  //led off        ioctl(fd,0,1);       ioctl(fd,0,2);       ioctl(fd,0,3);       sleep(1);   //printf("sdfdsfdsfdsfds...\n");       ioctl(fd,1,0);  //led on       ioctl(fd,1,1);       ioctl(fd,1,2);       ioctl(fd,1,3);       sleep(1);        printf("%d\b",cnt);     }      close(fd);     return 0; }

㈡ linux驅動怎樣通知應用程序

驅動程序一般是通過模塊注入內核，用字元驅動程序舉個例子：
1.編寫字元驅動程序需要在內核中注冊設備和中斷程序,還有file_ops裡面的open,read,release等函數
2.注冊成功後在/proc/device文件裡面可以看到你注冊的設備名稱和主設備號，/proc/interrupt文件中可以看到注冊的中斷
3.為設備創建文件節點，mknod /dev/char_dev_test c 主設備號 次設備號，於是就在/dev/裡面生成一個char_dev_test 設備文件
4，應用程序通過文件操作函數，比如open,read等操作char_dev_test 文件
eg: FILE* p=open("/dev/char_dev_test","rb");
if(p==NULL) { printf("error,can't open dev file!"); return -1;}
char buf[1024];
read(p,buf,size_t);
//其中open是調用的注冊進入內核的file_ops的open函數，read是調用的file_ops的read函數，裡面一般有_to_user,將內核數據復制到用戶空間，也就是復制到了buf中。

㈢ linux驅動開發的初級例子里 linux/mole.h缺失問題

驅動程序的頭文件在/usr/src/[內核版本號]/include/
這個目錄下面....
比如我的機器里，這個目錄是：/usr/src/linux-2.6.37-ARCH/
/usr/include/
下並不是內核的頭文件。。。鏈接上去會出問題的...
你說的這個文件，在我機器下的位置是：/usr/src/linux-2.6.37-ARCH/include/linux/mole.h
需要安裝kernel
headers
,也就是內核開發的頭文件。
不同的Linux版本的這個包名字可能略有不同，比如在我的機器上，名字叫kernel26-headers
我查詢這個軟體包的安裝的詳細文件，發現它就是向我上面提到的目錄裡面放上了很多頭文件。
編譯模塊時，只要在makefile裡面寫明要編譯的東西就好，make時這樣寫就可以了：
make
-C
/lib/moles/`uname
-r`/build
M=`pwd`
moles

㈣ 如何編寫Linux操作系統的設備驅動程序

Linux是Unix操作系統的一種變種,在Linux下編寫驅動程序的原理和
思想完全類似於其他的Unix系統,但它dos或window環境下的驅動程序有很大的
區別.在Linux環境下設計驅動程序,思想簡潔,操作方便,功能也很強大,但是
支持函數少,只能依賴kernel中的函數,有些常用的操作要自己來編寫,而且調
試也不方便.本人這幾周來為實驗室自行研製的一塊多媒體卡編制了驅動程序,
獲得了一些經驗,願與Linux fans共享,有不當之處,請予指正.
以下的一些文字主要來源於khg,johnsonm的Write linux device driver,
Brennan's Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,還有清華BBS上的有關
device driver的一些資料. 這些資料有的已經過時,有的還有一些錯誤,我依
據自己的試驗結果進行了修正.
一. Linux device driver 的概念
系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面,設備驅動程序是操作系統
內核和機器硬體之間的介面.設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節,這樣
在應用程序看來,硬體設備只是一個設備文件, 應用程序可以象操作普通文件
一樣對硬體設備進行操作.設備驅動程序是內核的一部分,它完成以下的功能:
1.對設備初始化和釋放.
2.把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據.
3.讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據.
4.檢測和處理設備出現的錯誤.
在Linux操作系統下有兩類主要的設備文件類型,一種是字元設備,另一種是
塊設備.字元設備和塊設備的主要區別是:在對字元設備發出讀/寫請求時,實際
的硬體I/O一般就緊接著發生了,塊設備則不然,它利用一塊系統內存作緩沖區,
當用戶進程對設備請求讀/寫時,它首先察看緩沖區的內容,如果緩沖區的數據
能滿足用戶的要求,就返回請求的數據,如果不能,就調用請求函數來進行實際
的I/O操作.塊設備是主要針對磁碟等慢速設備設計的,以免耗費過多的CPU時間
來等待.
已經提到,用戶進程是通過設備文件來與實際的硬體打交道.每個設備文件都
都有其文件屬性(c/b),表示是字元設備還蔤強檣璞?另外每個文件都有兩個設
備號,第一個是主設備號,標識驅動程序,第二個是從設備號,標識使用同一個
設備驅動程序的不同的硬體設備,比如有兩個軟盤,就可以用從設備號來區分
他們.設備文件的的主設備號必須與設備驅動程序在登記時申請的主設備號
一致,否則用戶進程將無法訪問到驅動程序.
最後必須提到的是,在用戶進程調用驅動程序時,系統進入核心態,這時不再是
搶先式調度.也就是說,系統必須在你的驅動程序的子函數返回後才能進行其他
的工作.如果你的驅動程序陷入死循環,不幸的是你只有重新啟動機器了,然後就

㈤ Linux驅動程序開發實例的目錄

前言
第1章 Linux設備驅動程序模型 1
1.1 設備驅動程序基礎 1
1.1.1 驅動程序的概念 1
1.1.2 驅動程序的載入方式 2
1.1.3 編寫可載入模塊 3
1.1.4 帶參數的可載入模塊 5
1.1.5 設備驅動程序的分類 6
1.2 字元設備驅動程序原理 7
1.2.1 file_operations結構 7
1.2.2 使用register_chrdev注冊字元
設備 9
1.2.3 使用cdev_add注冊字元設備 11
1.2.4 字元設備的讀寫 13
1.2.5 ioctl介面 14
1.2.6 seek介面 16
1.2.7 poll介面 18
1.2.8 非同步通知 22
1.3 proc文件系統 24
1.3.1 proc文件系統概述 24
1.3.2 seq_file機制 25
1.3.3 使用proc文件系統 27
1.4 塊設備驅動程序 32
1.4.1 Linux塊設備驅動程序原理 32
1.4.2 簡單的塊設備驅動程序實例 35
1.5 網路設備驅動程序 39
1.5.1 網路設備的特殊性 39
1.5.2 sk_buff結構 40
1.5.3 Linux網路設備驅動程序架構 42
1.5.4 虛擬網路設備驅動程序實例 46
1.6 Linux 2.6設備管理機制 50
1.6.1 kobject和kset 50
1.6.2 sysfs文件系統 51
1.6.3 設備模型層次 52
1.6.4 platform的概念 54
第2章 Linux內核同步機制 58
2.1 鎖機制 58
2.1.1 自旋鎖 58
2.1.2 讀寫鎖 60
2.1.3 RCU 61
2.2 互斥 64
2.2.1 原子操作 64
2.2.2 信號量 65
2.2.3 讀寫信號量 67
2.3 等待隊列 68
2.3.1 等待隊列原理 68
2.3.2 阻塞式I/O實例 68
2.3.3 完成事件 70
2.4 關閉中斷 71
第3章 內存管理與鏈表 72
3.1 物理地址和虛擬地址 72
3.2 內存分配與釋放 72
3.3 IO埠到虛擬地址的映射 73
3.3.1 靜態映射 73
3.3.2 動態映射 75
3.4 內核空間到用戶空間的映射 76
3.4.1 內核空間到用戶空間的地址
映射原理 76
3.4.2 mmap地址映射實例 78
3.5 內核鏈表 80
3.5.1 Linux內核中的鏈表 80
3.5.2 內核鏈表實例 81
第4章 延遲處理 83
4.1 內核線程 83
4.2 軟中斷機制 85
4.2.1 軟中斷原理 85
4.2.2 tasklet 87
4.3 工作隊列 89
4.3.1 工作隊列原理 89
4.3.2 工作隊列實例 91
4.4 內核時間 92
4.4.1 Linux中的時間概念 92
4.4.2 Linux中的延遲 93
4.4.3 內核定時器 93
第5章 簡單設備驅動程序 96
5.1 寄存器訪問 96
5.1.1 S3C6410地址映射 96
5.1.2 S3C6410看門狗驅動程序實例 98
5.1.3 S3C6410蜂鳴器驅動程序實例 102
5.2 電平控制 107
5.2.1 S3C6410 LED驅動程序實例 107
5.2.2 掃描型S3C6410按鍵驅動
程序實例 109
5.3 時序產生 112
5.3.1 時序圖原理 112
5.3.2 AT24C02晶元原理 112
5.3.3 AT24C02驅動程序開發實例 115
5.4 硬中斷處理 123
5.4.1 硬中斷處理原理 123
5.4.2 中斷型S3C6410按鍵驅動
程序實例 127
5.5 Linux I/O埠控制 132
5.5.1 Linux I/O埠讀寫 132
5.5.2 在應用層訪問Linux I/O
埠 133
5.5.3 /dev/port設備 134
第6章 深入Linux內核 135
6.1 嵌入式Linux系統構成 135
6.2 Linux內核導讀 136
6.2.1 Linux內核組成 136
6.2.2 Linux的代碼結構 137
6.2.3 內核Makefile 138
6.2.4 S3C6410硬體初始化 139
6.3 Linux文件系統 141
6.3.1 虛擬文件系統 141
6.3.2 根文件系統 143
6.3.3 文件系統載入 143
6.3.4 ext3文件系統 145
6.4 Flash文件系統 145
6.4.1 MTD設備 145
6.4.2 MTD字元設備 148
6.4.3 MTD塊設備 150
6.4.4 cramfs文件系統 153
6.4.5 JFFS2文件系統 153
6.4.6 YAFFS文件系統 155
6.4.7 文件系統總結 156
6.5 Linux內核移植 156
6.5.1 體系配置 156
6.5.2 添加yaffs2 157
6.5.3 Nand flash驅動程序移植 157
6.5.4 配置啟動參數 159
6.5.5 移植RTC驅動程序 160
6.6 根文件系統製作 162
6.6.1 Busybox 162
6.6.2 shell基礎 165
6.6.3 根文件系統構建實例 166
6.7 udev模型 167
6.7.1 udev模型原理 167
6.7.2 mdev的使用 167
第7章 I2C匯流排驅動程序 169
7.1 Linux的I2C驅動程序架構 169
7.1.1 I2C適配器 169
7.1.2 I2C演算法 170
7.1.3 I2C驅動程序結構 170
7.1.4 I2C從設備 171
7.1.5 i2c-dev設備層 171
7.2 Linux I2C驅動程序開發 174
7.2.1 S3C2410X的I2C控制器 174
7.2.2 S3C2410X的I2C驅動程序
分析 175
7.3 S3C2410的I2C訪問實例 182
7.4 I2C客戶端驅動程序 185
第8章 TTY與串口驅動程序 190
8.1 TTY概念 190
8.2 Linux TTY驅動程序體系 190
8.2.1 TTY驅動程序調用關系 190
8.2.2 TTY驅動程序原理 191
8.3 線路規程 194
8.4 串口驅動程序與TTY 196
8.4.1 串口設備驅動程序原理 196
8.4.2 S3C6410的串口驅動程序
實例 199
8.5 TTY應用層 202
第9章 網路設備驅動程序 205
9.1 DM9000網卡驅動程序
開發 205
9.1.1 DM9000原理 205
9.1.2 DM9000X驅動程序分析 207
9.1.3 DM9000網口驅動程序移植 215
9.2 NFS根文件系統搭建 219
9.2.1 主機配置 219
9.2.2 NFS根文件系統搭建實例 220
9.3 netlink Socket 224
9.3.1 netlink機制 224
9.3.2 netlink應用層編程 228
9.3.3 netlink驅動程序實例 229
第10章 framebuffer驅動程序 232
10.1 Linux framebuffer驅動
程序原理 232
10.1.1 framebuffer核心數據結構 232
10.1.2 framebuffer操作介面 234
10.1.3 framebuffer驅動程序的文件
介面 236
10.1.4 framebuffer驅動程序框架 236
10.2 S3C6410 顯示控制器 238
10.3 S3C6410 LCD驅動程序實例 243
10.4 framebuffer應用層 250
10.5 Qt4界面系統移植 251
第11章 輸入子系統驅動程序 253
11.1 Linux輸入子系統概述 253
11.1.1 input_dev結構 253
11.1.2 輸入事件 255
11.2 input_handler 256
11.2.1 Input Handler層 256
11.2.2 常用的Input Handler 259
11.3 輸入設備應用層 261
11.4 鍵盤輸入設備驅動程序
實例 262
11.5 event介面 267
11.6 觸摸屏驅動程序實例 270
11.6.1 S3C6410觸摸屏控制器 270
11.6.2 S3C6410觸摸屏驅動程序
設計 273
11.7 觸摸屏校準 282
11.7.1 觸摸屏校準原理 282
11.7.2 利用TSLIB庫校準觸摸屏 282
第12章 USB驅動程序 284
12.1 USB體系概述 284
12.1.1 USB系統組成 284
12.1.2 USB主機 284
12.1.3 USB設備邏輯層次 285
12.2 Linux USB驅動程序體系 287
12.2.1 USB總體結構 287
12.2.2 USB設備驅動程序 287
12.2.3 主機控制器驅動程序 288
12.2.4 USB請求塊urb 289
12.2.5 USB請求塊的填充 291
12.3 S3C6410 USB主機控制器
驅動程序 292
12.3.1 USB主機控制器驅動程序
分析 292
12.3.2 S3C6410 USB驅動程序
載入 294
12.4 USB鍵盤設備驅動程序
分析 296
12.5 USB Gadget驅動程序 301
12.5.1 Linux USB Gadget驅動程序 301
12.5.2 Linux USB Gadget驅動程序
實例 302
第13章 音頻設備驅動程序 303
13.1 ALSA音頻體系 303
13.2 ALSA驅動層API 304
13.2.1 音效卡和設備管理 304
13.2.2 PCM API 304
13.2.3 控制與混音API 305
13.2.4 AC97 API 306
13.2.5 SOC層驅動 307
13.3 ALSA驅動程序實例 308
13.3.1 S3C6410的AC97控制
單元 308
13.3.2 S3C6410音效卡電路原理 309
13.3.3 S3C6410的數字音頻介面 310
13.3.4 wm9713的數字音頻介面 313
13.4 ALSA音頻編程介面 316
13.4.1 ALSA PCM介面實例 316
13.4.2 ALSA MIDI介面實例 320
13.4.3 ALSA mixer介面實例 321
13.4.4 ALSA timer介面實例 322
第14章 video4linux2視頻
驅動程序 327
14.1 video4linux2驅動程序
架構 327
14.1.1 video4linux2驅動程序的
注冊 327
14.1.2 v4l2_fops介面 331
14.1.3 常用的結構 332
14.1.4 video4linux2的ioctl函數 333
14.2 S3C6410攝像頭驅動程序
分析 333
14.2.1 電路原理 333
14.2.2 驅動程序分析 334
14.3 video4linux2應用層實例 339
第15章 SD卡驅動程序 346
15.1 Linux SD卡驅動程序體系 346
15.1.1 SD卡電路原理 346
15.1.2 MMC卡驅動程序架構 347
15.1.3 MMC卡驅動程序相關
結構 347
15.1.4 MMC卡塊設備驅動程序 350
15.1.5 SD卡主機控制器介面驅動
程序 356
15.2 S3C6410 SD卡控制器驅動
程序分析 360
15.2.1 電路原理 360
15.2.2 S3C6410 SDHCI驅動
程序原理 360
15.2.3 SD卡的載入實例 364
參考文獻 366

㈥ linux驅動有哪些

1、將驅動程序文件bcm5700src.rpm復制到一個臨時目錄中，並在此目錄中運行以下命令；

2、運行以下命令切換到驅動目錄中；

3、此目錄中會生成一個名字為bcm5700.spec的文件，運行以下命令對驅動程序進行編譯；

4、運行以下命令切換到RPM目錄中；

5、運行以下命令安裝驅動程序；

6、運行以下命令載入驅動模塊；

7、運行kudzu命令，系統會自動搜索到硬體，進行配置即可。

linux是文件型系統，在linux中，一切皆文件，所有硬體都會在對應的目錄(/dev)下面用相應的文件表示。 文件系統的linux下面，都有對於文件與這些設備關聯的，訪問這些文件就可以訪問實際硬體。 通過訪問文件去操作硬體設備，一切都會簡單很多，不需要再調用各種復雜的介面。 直接讀文件，寫文件就可以向設備發送、接收數據。 按照讀寫存儲數據方式，我們可以把設備分為以下幾種：字元設備（character device）、塊設備（Block device）和網路設備（ network interface）。

字元設備（character device）:指應用程序採用字元流方式訪問的設備。這些設備節點通常為傳真、虛擬終端和串口數據機、鍵盤之類設備提供流通信服務， 它通常只支持順序訪問。字元設備在實現時，大多不使用緩存器。系統直接從設備讀取/寫入每一個字元。

塊設備（Block device）:通常支持隨機存取和定址，並使用緩存器，支持mount文件系統。典型的塊設備有硬碟、SD卡、快閃記憶體等，但此類設備一般不需要自己開發，linux對此提過了大部分的驅動。

網路設備（network interface）:是一種特殊設備，它並不存在於/dev下面，主要用於網路數據的收發。網路驅動同塊驅動最大的不同在於網路驅動非同步接受外界數據，而塊驅動只對內核的請求作出響應。

上述設備中，字元設備驅動程序適合於大多數簡單的硬體設備，算是各類驅動程序中最簡單的一類，一般也是從這類驅動開始學習，然後再開始學習採用IIC、SPI等通訊介面的一些設備驅動。可以基於此類驅動調試LKT和LCS系列加密晶元。注意7位IIC地址是0x28。

㈦ 如何編寫Linux 驅動程序

如何編寫Linux設備驅動程序
回想學習Linux操作系統已經有近一年的時間了，前前後後，零零碎碎的一路學習過來，也該試著寫的東西了。也算是給自己能留下一點記憶和回憶吧！由於完全是自學的，以下內容若有不當之處，還請大家多指教。
Linux是Unix操作系統的一種變種，在Linux下編寫驅動程序的原理和思想完全類似於其他的Unix系統，但它dos或window環境下的驅動程序有很大的區別。在Linux環境下設計驅動程序，思想簡潔，操作方便，功能也很強大，但是支持函數少，只能依賴kernel中的函數，有些常用的操作要自己來編寫，而且調試也不方便。
以下的一些文字主要來源於khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，還有清華BBS上的有關device driver的一些資料。
一、Linux device driver 的概念
系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面，設備驅動程序是操作系統內核和機器硬體之間的介面。設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節，這樣在應用程序看來，硬體設備只是一個設備文件，應用程序可以象操作普通文件一樣對硬體設備進行操作。設備驅動程序是內核的一部分，它完成以下的功能:
1、對設備初始化和釋放。
2、把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據。
3、讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據。
4、檢測和處理設備出現的錯誤。
在Linux操作系統下有三類主要的設備文件類型，一是字元設備，二是塊設備，三是網路設備。字元設備和塊設備的主要區別是:在對字元設備發出讀/寫請求時，實際的硬體I/O一般就緊接著發生了，塊設備則不然，它利用一塊系統內存作緩沖區，當用戶進程對設備請求能滿足用戶的要求，就返回請求的數據，如果不能，就調用請求函數來進行實際的I/O操作。塊設備是主要針對磁碟等慢速設備設計的，以免耗費過多的CPU時間來等待。
已經提到，用戶進程是通過設備文件來與實際的硬體打交道。每個設備文件都都有其文件屬性(c/b)，表示是字元設備還是塊設備?另外每個文件都有兩個設備號，第一個是主設備號，標識驅動程序，第二個是從設備號，標識使用同一個設備驅動程序的不同的硬體設備，比如有兩個軟盤，就可以用從設備號來區分他們。設備文件的的主設備號必須與設備驅動程序在登記時申請的主設備號一致，否則用戶進程將無法訪問到驅動程序。
最後必須提到的是，在用戶進程調用驅動程序時，系統進入核心態，這時不再是搶先式調度。也就是說，系統必須在你的驅動程序的子函數返回後才能進行其他的工作。如果你的驅動程序陷入死循環，不幸的是你只有重新啟動機器了，然後就是漫長的fsck。
讀/寫時，它首先察看緩沖區的內容，如果緩沖區的數據未被處理，則先處理其中的內容。
如何編寫Linux操作系統下的設備驅動程序

二、實例剖析
我們來寫一個最簡單的字元設備驅動程序。雖然它什麼也不做，但是通過它可以了解Linux的設備驅動程序的工作原理。把下面的C代碼輸入機器，你就會獲得一個真正的設備驅動程序。
#define __NO_VERSION__
#include <linux/moles.h>
#include <linux/version.h>
char kernel_version [] = UTS_RELEASE;
這一段定義了一些版本信息，雖然用處不是很大，但也必不可少。Johnsonm說所有的驅動程序的開頭都要包含<linux/config.h>，一般來講最好使用。
由於用戶進程是通過設備文件同硬體打交道，對設備文件的操作方式不外乎就是一些系統調用，如 open，read，write，close…， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系統調用和驅動程序關聯起來呢?這需要了解一個非常關鍵的數據結構：
struct file_operations
{
int (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);
int (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);
int (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);
int (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ，struct file *);
int (*release) (struct inode * ，struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ，struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);
int (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}

這個結構的每一個成員的名字都對應著一個系統調用。用戶進程利用系統調用在對設備文件進行諸如read/write操作時，系統調用通過設備文件的主設備號找到相應的設備驅動程序，然後讀取這個數據結構相應的函數指針，接著把控制權交給該函數。這是linux的設備驅動程序工作的基本原理。既然是這樣，則編寫設備驅動程序的主要工作就是編寫子函數，並填充file_operations的各個域。
下面就開始寫子程序。
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include<linux/config.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node，struct file *file，char *buf，int count)
{
int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE，buf，count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count ; left > 0 ; left--)
{
__put_user(1，buf，1);
buf++;
}
return count;
}

這個函數是為read調用准備的。當調用read時，read_test()被調用，它把用戶的緩沖區全部寫1。buf 是read調用的一個參數。它是用戶進程空間的一個地址。但是在read_test被調用時，系統進入核心態。所以不能使用buf這個地址，必須用__put_user()，這是kernel提供的一個函數，用於向用戶傳送數據。另外還有很多類似功能的函數。請參考Robert著的《Linux內核設計與實現》（第二版）。然而，在向用戶空間拷貝數據之前，必須驗證buf是否可用。這就用到函數verify_area。
static int write_tibet(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)
{
return count;
}
static int open_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
}
static void release_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}

這幾個函數都是空操作。實際調用發生時什麼也不做，他們僅僅為下面的結構提供函數指針。
struct file_operations test_fops = {
NULL，
read_test，
write_test，
NULL， /* test_readdir */
NULL，
NULL， /* test_ioctl */
NULL， /* test_mmap */
open_test，
release_test，
NULL， /* test_fsync */
NULL， /* test_fasync */
/* nothing more， fill with NULLs */
};
這樣，設備驅動程序的主體可以說是寫好了。現在要把驅動程序嵌入內核。驅動程序可以按照兩種方式編譯。一種是編譯進kernel，另一種是編譯成模塊(moles)，如果編譯進內核的話，會增加內核的大小，還要改動內核的源文件，而且不能動態的卸載，不利於調試，所以推薦使用模塊方式。
int init_mole(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0， "test"， &test_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}

在用insmod命令將編譯好的模塊調入內存時，init_mole 函數被調用。在這里，init_mole只做了一件事，就是向系統的字元設備表登記了一個字元設備。register_chrdev需要三個參數，參數一是希望獲得的設備號，如果是零的話，系統將選擇一個沒有被佔用的設備號返回。參數二是設備文件名，參數三用來登記驅動程序實際執行操作的函數的指針。
如果登記成功，返回設備的主設備號，不成功，返回一個負值。
void cleanup_mole(void)
{
unregister_chrdev(test_major，"test");
}
在用rmmod卸載模塊時，cleanup_mole函數被調用，它釋放字元設備test在系統字元設備表中佔有的表項。
一個極其簡單的字元設備可以說寫好了，文件名就叫test.c吧。
下面編譯 :
$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c
得到文件test.o就是一個設備驅動程序。
如果設備驅動程序有多個文件，把每個文件按上面的命令行編譯，然後
ld -r file1.o file2.o -o molename。
驅動程序已經編譯好了，現在把它安裝到系統中去。
$ insmod –f test.o
如果安裝成功，在/proc/devices文件中就可以看到設備test，並可以看到它的主設備號。要卸載的話，運行 :
$ rmmod test
下一步要創建設備文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字元設備，major是主設備號，就是在/proc/devices里看到的。
用shell命令
$ cat /proc/devices
就可以獲得主設備號，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。
minor是從設備號，設置成0就可以了。
我們現在可以通過設備文件來訪問我們的驅動程序。寫一個小小的測試程序。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
main()
{
int testdev;
int i;
char buf[10];
testdev = open("/dev/test"，O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf("Cann't open file \n");
exit(0);
}
read(testdev，buf，10);
for (i = 0; i < 10;i++)
printf("%d\n"，buf[i]);
close(testdev);
}

編譯運行，看看是不是列印出全1 ？
以上只是一個簡單的演示。真正實用的驅動程序要復雜的多，要處理如中斷，DMA，I/O port等問題。這些才是真正的難點。請看下節，實際情況的處理。
如何編寫Linux操作系統下的設備驅動程序
三、設備驅動程序中的一些具體問題
1。 I/O Port。
和硬體打交道離不開I/O Port，老的ISA設備經常是佔用實際的I/O埠，在linux下，操作系統沒有對I/O口屏蔽，也就是說，任何驅動程序都可對任意的I/O口操作，這樣就很容易引起混亂。每個驅動程序應該自己避免誤用埠。
有兩個重要的kernel函數可以保證驅動程序做到這一點。
1）check_region(int io_port， int off_set)
這個函數察看系統的I/O表，看是否有別的驅動程序佔用某一段I/O口。
參數1：I/O埠的基地址，
參數2：I/O埠佔用的范圍。
返回值：0 沒有佔用， 非0，已經被佔用。
2）request_region(int io_port， int off_set，char *devname)
如果這段I/O埠沒有被佔用，在我們的驅動程序中就可以使用它。在使用之前，必須向系統登記，以防止被其他程序佔用。登記後，在/proc/ioports文件中可以看到你登記的I/O口。
參數1：io埠的基地址。
參數2：io埠佔用的范圍。
參數3：使用這段io地址的設備名。
在對I/O口登記後，就可以放心地用inb()， outb()之類的函來訪問了。
在一些pci設備中，I/O埠被映射到一段內存中去，要訪問這些埠就相當於訪問一段內存。經常性的，我們要獲得一塊內存的物理地址。

2。內存操作
在設備驅動程序中動態開辟內存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用get_free_pages直接申請頁。釋放內存用的是kfree，或free_pages。 請注意，kmalloc等函數返回的是物理地址！
注意，kmalloc最大隻能開辟128k-16，16個位元組是被頁描述符結構佔用了。
內存映射的I/O口，寄存器或者是硬體設備的RAM(如顯存)一般佔用F0000000以上的地址空間。在驅動程序中不能直接訪問，要通過kernel函數vremap獲得重新映射以後的地址。
另外，很多硬體需要一塊比較大的連續內存用作DMA傳送。這塊程序需要一直駐留在內存，不能被交換到文件中去。但是kmalloc最多隻能開辟128k的內存。
這可以通過犧牲一些系統內存的方法來解決。

3。中斷處理
同處理I/O埠一樣，要使用一個中斷，必須先向系統登記。
int request_irq(unsigned int irq ，void(*handle)(int，void *，struct pt_regs *)，
unsigned int long flags， const char *device);
irq: 是要申請的中斷。
handle：中斷處理函數指針。
flags：SA_INTERRUPT 請求一個快速中斷，0 正常中斷。
device：設備名。

如果登記成功，返回0，這時在/proc/interrupts文件中可以看你請求的中斷。
4。一些常見的問題。
對硬體操作，有時時序很重要（關於時序的具體問題就要參考具體的設備晶元手冊啦！比如網卡晶元RTL8139）。但是如果用C語言寫一些低級的硬體操作的話，gcc往往會對你的程序進行優化，這樣時序會發生錯誤。如果用匯編寫呢，gcc同樣會對匯編代碼進行優化，除非用volatile關鍵字修飾。最保險的辦法是禁止優化。這當然只能對一部分你自己編寫的代碼。如果對所有的代碼都不優化，你會發現驅動程序根本無法裝載。這是因為在編譯驅動程序時要用到gcc的一些擴展特性，而這些擴展特性必須在加了優化選項之後才能體現出來。
寫在後面：學習Linux確實不是一件容易的事情，因為要付出很多精力，也必須具備很好的C語言基礎；但是，學習Linux也是一件非常有趣的事情，它裡麵包含了許多高手的智慧和「幽默」，這些都需要自己親自動手才能體會到，O(∩_∩)O~哈哈！