⑴ 如何系統的學習linux驅動開發
在學習之前一直對驅動開發非常的陌生,感覺有點神秘。不知道驅動開發和普通的程序開發究竟有什麼不同;它的基本框架又是什麼樣的;他的開發環境有什麼特殊的地方;以及怎麼寫編寫一個簡單的字元設備驅動前編譯載入,下面我就對這些問題一個一個的介紹。
一、驅動的基本框架
1.那麼究竟什麼是驅動程序,它有什麼用呢:
l驅動是硬體設備與應用程序之間的一個中間軟體層
l它使得某個特定硬體能夠響應一個定義良好的內部編程介面,同時完全隱蔽了設備的工作細節
l用戶通過一組與具體設備無關的標准化的調用來完成相應的操作
l驅動程序的任務就是把這些標准化的系統調用映射到具體設備對於實際硬體的特定操作上
l驅動程序是內核的一部分,可以使用中斷、DMA等操作
l驅動程序在用戶態和內核態之間傳遞數據
2.Linux驅動的基本框架
3.Linux下設備驅動程序的一般可以分為以下三類
1)字元設備
a)所有能夠象位元組流一樣訪問的設備都通過字元設備來實現
b)它們被映射為文件系統中的節點,通常在/dev/目錄下面
c)一般要包含open read write close等系統調用的實現
2)塊設備
d)通常是指諸如磁碟、內存、Flash等可以容納文件系統的存儲設備。
e)塊設備也是通過文件系統來訪問,與字元設備的區別是:內核管理數據的方式不同
f)它允許象字元設備一樣以位元組流的方式來訪問,也可一次傳遞任意多的位元組。
3)網路介面設備
g)通常它指的是硬體設備,但有時也可能是一個軟體設備(如回環介面loopback),它們由內核中網路子系統驅動,負責發送和接收數據包。
h)它們的數據傳送往往不是面向流的,因此很難將它們映射到一個文件系統的節點上。
二、怎麼搭建一個驅動的開發環境
因為驅動是要編譯進內核,在啟動內核時就會驅動此硬體設備;或者編譯生成一個.o文件,當應用程序需要時再動態載入進內核空間運行。因此編譯任何一個驅動程序都要鏈接到內核的源碼樹。所以搭建環境的第一步當然是建內核源碼樹
1.怎麼建內核源碼樹
a)首先看你的系統有沒有源碼樹,在你的/lib/ moles目錄下會有內核信息,比如我當前的系統里有兩個版本:
#ls /lib/ moles
2.6.15-rc72.6.21-1.3194.fc7
查看其源碼位置:
## ll /lib/moles/2.6.15-rc7/build
lrwxrwxrwx 1 root root 27 2008-04-28 19:19 /lib/moles/2.6.15-rc7/build -> /root/xkli/linux-2.6.15-rc7
發現build是一個鏈接文件,其所對應的目錄就是源碼樹的目錄。但現在這里目標目錄已經是無效的了。所以得自己重新下載
b)下載並編譯源碼樹
有很多網站上可以下載,但官方網址是:
http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/
下載完後當然就是解壓編譯了
# tar –xzvf linux-2.6.16.54.tar.gz
#cd linux-2.6.16.54
## make menuconfig (配置內核各選項,如果沒有配置就無法下一步編譯,這里可以不要改任何東西)
#make
…
如果編譯沒有出錯。那麼恭喜你。你的開發環境已經搭建好了
三、了解驅動的基本知識
1.設備號
1)什麼是設備號呢?我們進系統根據現有的設備來講解就清楚了:
#ls -l /dev/
crwxrwxrwx 1 root root1,3 2009-05-11 16:36 null
crw------- 1 root root4,0 2009-05-11 16:35 systty
crw-rw-rw- 1 root tty5,0 2009-05-11 16:36 tty
crw-rw---- 1 root tty4,0 2009-05-11 16:35 tty0
在日期前面的兩個數(如第一列就是1,3)就是表示的設備號,第一個是主設備號,第二個是從設備號
2)設備號有什麼用呢?
l傳統上,主編號標識設備相連的驅動.例如, /dev/null和/dev/zero都由驅動1來管理,而虛擬控制台和串口終端都由驅動4管理
l次編號被內核用來決定引用哪個設備.依據你的驅動是如何編寫的自己區別
3)設備號結構類型以及申請方式
l在內核中, dev_t類型(在中定義)用來持有設備編號,對於2.6.0內核, dev_t是32位的量, 12位用作主編號, 20位用作次編號.
l能獲得一個dev_t的主或者次編號方式:
MAJOR(dev_t dev); //主要
MINOR(dev_t dev);//次要
l但是如果你有主次編號,需要將其轉換為一個dev_t,使用: MKDEV(int major, int minor);
4)怎麼在程序中分配和釋放設備號
在建立一個字元驅動時需要做的第一件事是獲取一個或多個設備編號來使用.可以達到此功能的函數有兩個:
l一個是你自己事先知道設備號的
register_chrdev_region,在中聲明:
int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);
first是你要分配的起始設備編號. first的次編號部分常常是0,count是你請求的連續設備編號的總數. name是應當連接到這個編號范圍的設備的名子;它會出現在/proc/devices和sysfs中.
l第二個是動態動態分配設備編號
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);
使用這個函數, dev是一個只輸出的參數,它在函數成功完成時持有你的分配范圍的第一個數. fisetminor應當是請求的第一個要用的次編號;它常常是0. count和name參數如同給request_chrdev_region的一樣.
5)設備編號的釋放使用
不管你是採用哪些方式分配的設備號。使用之後肯定是要釋放的,其方式如下:
void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);
6)
2.驅動程序的二個最重要數據結構
1)file_operation
倒如字元設備scull的一般定義如下:
struct file_operations scull_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = scull_llseek,
.read = scull_read,
.write = scull_write,
.ioctl = scull_ioctl,
.open = scull_open,
.release = scull_release,
};
file_operation也稱為設備驅動程序介面
定義在,是一個函數指針的集合.每個打開文件(內部用一個file結構來代表)與它自身的函數集合相關連(通過包含一個稱為f_op的成員,它指向一個file_operations結構).這些操作大部分負責實現系統調用,因此,命名為open, read,等等
2)File
定義位於include/fs.h
struct file結構與驅動相關的成員
lmode_t f_mode標識文件的讀寫許可權
lloff_t f_pos當前讀寫位置
lunsigned int_f_flag文件標志,主要進行阻塞/非阻塞型操作時檢查
lstruct file_operation * f_op文件操作的結構指針
lvoid * private_data驅動程序一般將它指向已經分配的數據
lstruct dentry* f_dentry文件對應的目錄項結構
3.字元設備注冊
1)內核在內部使用類型struct cdev的結構來代表字元設備.在內核調用你的設備操作前,必須編寫分配並注冊一個或幾個這些結構.有2種方法來分配和初始化一個這些結構.
l如果你想在運行時獲得一個獨立的cdev結構,可以這樣使用:
struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();
my_cdev->ops = &my_fops;
l如果想將cdev結構嵌入一個你自己的設備特定的結構;你應當初始化你已經分配的結構,使用:
void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);
2)一旦cdev結構建立,最後的步驟是把它告訴內核,調用:
int cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);
說明:dev是cdev結構, num是這個設備響應的第一個設備號, count是應當關聯到設備的設備號的數目.常常count是1,但是有多個設備號對應於一個特定的設備的情形.
3)為從系統去除一個字元設備,調用:
void cdev_del(struct cdev *dev);
4.open和release
⑵ 關於LIinux中網卡驅動的問題
缺模塊.
先(下栽和)安裝2.6.15-1.2054_FC5smp,
然後重新安裝網卡驅動.
⑶ linux下怎麼編譯安裝驅動
linux 編譯安裝驅動有兩種,動態載入與靜態載入
動態載入
一,編譯,在指點內核樹下編譯,生成.o文件或.ko文件
二,將生成的.o或.ko文件拷到相應目錄,一般是/lib/mole/kernel下面
三,用insmod命令載入,用rmmod命令卸載
靜態載入
靜態載入主要就是編譯內核。就是將編寫好的驅動放進內核相應的目錄下面。然後編譯內核。然後運行編譯好的內核。
⑷ linux 2.6.26 編譯出來的模塊,能在 linux 2.6.24 上使用么
肯定不能,至少我沒見過可以通用的。內核版本號必須完全一致才能用。
就像閉源驅動一樣,每升級一次內核,就得重新編譯一下內核模塊。
⑸ 在linux系統下如何安裝網卡驅動
不知道你是不是已經找到網卡的驅動了啊 ,如果沒有的話就根據網卡的型號到主板的官方或是主板的驅動盤上找一下,應該可以找到對應的linux 驅動,然後按照以下步驟做,不要說我是抄的,我自己親自照著這個做過並且成功了才保存下來的。
希望能夠給像我這樣的新手提供掌握安裝網卡驅動的捷徑
1 確認系統的內核版本
[root@localhost ~]# uname -r
2.6.18-8.el5PAE
我的內核版本是2.6.18-8.el5PAE
2 確認系統是否已經安裝下列包
由於編譯需要用到內核的源代碼包和編譯程序gcc.所以如果沒有的話,要先裝.
查看:
檢查是否已經安裝內核源碼
[root@localhost ~]# rpm -qa|grep kernel
kernel-doc-2.6.18-8.el5
kernel-xen-2.6.18-8.el5
kernel-2.6.18-8.el5
kernel-PAE-2.6.18-8.el5
kernel-headers-2.6.18-8.el5
kernel-PAE-devel-2.6.18-8.el5
kernel-devel-2.6.18-8.el5
檢查是否已經安裝編譯用到的gcc
[root@localhost ~]# rpm -qa|grep gcc
gcc-gfortran-4.1.1-52.el5
gcc-java-4.1.1-52.el5
libgcc-4.1.1-52.el5
gcc-c++-4.1.1-52.el5
compat-gcc-34-c++-3.4.6-4
compat-gcc-34-3.4.6-4
gcc-4.1.1-52.el5
compat-gcc-34-g77-3.4.6-4
compat-libgcc-296-2.96-138
一般情況下如果安裝了內核源碼的話源碼目錄一般都在/usr/src/rRedHat目錄下
如果沒有的話就用安裝盤裡面的文件進行安裝
3 驅動程序編譯及安裝
通過官方網站獲取相應的驅動程序,我用的是Intel的e1000e的網卡驅動程序
相應的驅動程序包為e1000e-0.5.8.2.tar.gz將驅動程序包拷貝到/usr/src目錄下解壓縮
cd /usr/src
tar zxvf e1000e-0.5.8.2.tar.gz
完畢以後轉到 cd e1000e-0.5.8.2/src目錄下准備編譯安裝
在src目錄下依次執行 make (編譯驅動程序源碼) make install(安裝相應的驅動程序)
安裝完畢以後將驅動程序生成的*.o拷貝到/lib/moles/2.6.18-8.el5PAE/kernel/drives/net目錄下
cp e1000e.o /lib/moles/2.6.18-8.el5PAE/kernel/drivers/net
然後執行depmod -a載入驅動程序
4 驅動程序測試
我們可以通過modprobe e1000e進行載入 如果沒有提示錯誤信息證明驅動程序已經載入
同時可以通過lsmod查看已經載入的驅動程序
如果在顯示的驅動程序中能夠看到e1000e的字樣說明驅動程序已經載入成功
⑹ linux驅動是用什麼語法編寫的呢
大部分的硬體驅動都是內核kernel里帶的,kernel由C語言編寫。
⑺ 如何調試linux的網路驅動
如何根據oops定位代碼行
我們借用linux設備驅動第二篇:構造和運行模塊裡面的hello world程序來演示出錯的情況,含有錯誤代碼的hello world如下:
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#include <linux/init.h>
#include <linux/mole.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
static int hello_init(void)
{
char *p = NULL;
memcpy(p, "test", 4);
printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");
return 0;
}
static void hello_exit(void)
{
printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");
}
mole_init(hello_init);
mole_exit(hello_exit);
Makefile文件如下:
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ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := helloworld.o
else
KERNELDIR ?= /lib/moles/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
default:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) moles
endif
clean:
rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions moles.order Mole.symvers
很明顯,以上代碼的第8行是一個空指針錯誤。insmod後會出現下面的oops信息:
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[ 459.516441] BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at (null)
[ 459.516445]
[ 459.516448] PGD 0
[ 459.516450] Oops: 0002 [#1] SMP
[ 459.516452] Moles linked in: helloworld(OE+) vmw_vsock_vmci_transport vsock coretemp crct10dif_pclmul crc32_pclmul ghash_clmulni_intel aesni_intel vmw_balloon snd_ens1371 aes_x86_64 lrw snd_ac97_codec gf128mul glue_helper ablk_helper cryptd ac97_bus gameport snd_pcm serio_raw snd_seq_midi snd_seq_midi_event snd_rawmidi snd_seq snd_seq_device snd_timer vmwgfx btusb ttm snd drm_kms_helper drm soundcore shpchp vmw_vmci i2c_piix4 rfcomm bnep bluetooth 6lowpan_iphc parport_pc ppdev mac_hid lp parport hid_generic usbhid hid psmouse ahci libahci floppy e1000 vmw_pvscsi vmxnet3 mptspi mptscsih mptbase scsi_transport_spi pata_acpi [last unloaded: helloworld]
[ 459.516476] CPU: 0 PID: 4531 Comm: insmod Tainted: G OE 3.16.0-33-generic #44~14.04.1-Ubuntu
[ 459.516478] Hardware name: VMware, Inc. VMware Virtual Platform/440BX Desktop Reference Platform, BIOS 6.00 05/20/2014
[ 459.516479] task: ffff88003821f010 ti: ffff880038fa0000 task.ti: ffff880038fa0000
[ 459.516480] RIP: 0010:[<ffffffffc061400d>] [<ffffffffc061400d>] hello_init+0xd/0x30 [helloworld]
[ 459.516483] RSP: 0018:ffff880038fa3d40 EFLAGS: 00010246
[ 459.516484] RAX: ffff88000c31d901 RBX: ffffffff81c1a020 RCX: 000000000004b29f
[ 459.516485] RDX: 000000000004b29e RSI: 0000000000000017 RDI: ffffffffc0615024
[ 459.516485] RBP: ffff880038fa3db8 R08: 0000000000015e80 R09: ffff88003d615e80
[ 459.516486] R10: ffffea000030c740 R11: ffffffff81002138 R12: ffff88000c31d0c0
[ 459.516487] R13: 0000000000000000 R14: ffffffffc0614000 R15: ffffffffc0616000
[ 459.516488] FS: 00007f8a6fa86740(0000) GS:ffff88003d600000(0000) knlGS:0000000000000000
[ 459.516489] CS: 0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
[ 459.516490] CR2: 0000000000000000 CR3: 0000000038760000 CR4: 00000000003407f0
[ 459.516522] DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
[ 459.516524] DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
[ 459.516524] Stack:
[ 459.57] ffff880038fa3db8 ffffffff81002144 0000000000000001 0000000000000001
[ 459.516540] 0000000000000001 ffff880028ab5040 0000000000000001 ffff880038fa3da0
[ 459.516541] ffffffff8119d0b2 ffffffffc0616018 00000000bd1141ac ffffffffc0616018
[ 459.516543] Call Trace:
[ 459.516548] [<ffffffff81002144>] ? do_one_initcall+0xd4/0x210
[ 459.516550] [<ffffffff8119d0b2>] ? __vunmap+0xb2/0x100
[ 459.516554] [<ffffffff810ed9b1>] load_mole+0x13c1/0x1b80
[ 459.516557] [<ffffffff810e9560>] ? store_uevent+0x40/0x40
[ 459.516560] [<ffffffff810ee2e6>] SyS_finit_mole+0x86/0xb0
[ 459.516563] [<ffffffff8176be6d>] system_call_fastpath+0x1a/0x1f
[ 459.516564] Code: <c7> 04 25 00 00 00 00 74 65 73 74 31 c0 48 89 e5 e8 a2 86 14 c1 31
[ 459.516573] RIP [<ffffffffc061400d>] hello_init+0xd/0x30 [helloworld]
[ 459.516575] RSP <ffff880038fa3d40>
[ 459.516576] CR2: 0000000000000000
[ 459.516578] ---[ end trace 7c52cc8624b7ea60 ]---
下面簡單分析下oops信息的內容。
由BUG: unable to handle kernel NULL pointer dereference at (null)知道出錯的原因是使用了空指針。標紅的部分確定了具體出錯的函數。Moles linked in: helloworld表明了引起oops問題的具體模塊。call trace列出了函數的調用信息。這些信息中其中標紅的部分是最有用的,我們可以根據其信息找到具體出錯的代碼行。下面就來說下,如何定位到具體出錯的代碼行。
第一步我們需要使用objmp把編譯生成的bin文件反匯編,我們這里就是helloworld.o,如下命令把反匯編信息保存到err.txt文件中:
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objmp helloworld.o -D > err.txt
err.txt內容如下:
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helloworld.o: file format elf64-x86-64
Disassembly of section .text:
<span style="color:#ff0000;">0000000000000000 <init_mole>:</span>
0: e8 00 00 00 00 callq 5 <init_mole+0x5>
5: 55 push %rbp
6: 48 c7 c7 00 00 00 00 mov $0x0,%rdi
d: c7 04 25 00 00 00 00 movl $0x74736574,0x0
14: 74 65 73 74
18: 31 c0 xor %eax,%eax
1a: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
1d: e8 00 00 00 00 callq 22 <init_mole+0x22>
22: 31 c0 xor %eax,%eax
24: 5d pop %rbp
25: c3 retq
26: 66 2e 0f 1f 84 00 00 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)
2d: 00 00 00
0000000000000030 <cleanup_mole>:
30: e8 00 00 00 00 callq 35 <cleanup_mole+0x5>
35: 55 push %rbp
36: 48 c7 c7 00 00 00 00 mov $0x0,%rdi
3d: 31 c0 xor %eax,%eax
3f: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
42: e8 00 00 00 00 callq 47 <cleanup_mole+0x17>
47: 5d pop %rbp
48: c3 retq
Disassembly of section .rodata.str1.1:
0000000000000000 <.rodata.str1.1>:
0: 01 31 add %esi,(%rcx)
2: 48 rex.W
3: 65 gs
4: 6c insb (%dx),%es:(%rdi)
5: 6c insb (%dx),%es:(%rdi)
6: 6f outsl %ds:(%rsi),(%dx)
7: 2c 20 sub $0x20,%al
9: 77 6f ja 7a <cleanup_mole+0x4a>
b: 72 6c jb 79 <cleanup_mole+0x49>
d: 64 0a 00 or %fs:(%rax),%al
10: 01 31 add %esi,(%rcx)
12: 47 6f rex.RXB outsl %ds:(%rsi),(%dx)
14: 6f outsl %ds:(%rsi),(%dx)
15: 64 fs
16: 62 (bad)
17: 79 65 jns 7e <cleanup_mole+0x4e>
19: 2c 20 sub $0x20,%al
1b: 63 72 75 movslq 0x75(%rdx),%esi
1e: 65 gs
1f: 6c insb (%dx),%es:(%rdi)
20: 20 77 6f and %dh,0x6f(%rdi)
23: 72 6c jb 91 <cleanup_mole+0x61>
25: 64 0a 00 or %fs:(%rax),%al
Disassembly of section .modinfo:
0000000000000000 <__UNIQUE_ID_license0>:
0: 6c insb (%dx),%es:(%rdi)
1: 69 63 65 6e 73 65 3d imul $0x3d65736e,0x65(%rbx),%esp
8: 44 75 61 rex.R jne 6c <cleanup_mole+0x3c>
b: 6c insb (%dx),%es:(%rdi)
c: 20 42 53 and %al,0x53(%rdx)
f: 44 2f rex.R (bad)
11: 47 50 rex.RXB push %r8
13: 4c rex.WR
...
Disassembly of section .comment:
0000000000000000 <.comment>:
0: 00 47 43 add %al,0x43(%rdi)
3: 43 3a 20 rex.XB cmp (%r8),%spl
6: 28 55 62 sub %dl,0x62(%rbp)
9: 75 6e jne 79 <cleanup_mole+0x49>
b: 74 75 je 82 <cleanup_mole+0x52>
d: 20 34 2e and %dh,(%rsi,%rbp,1)
10: 38 2e cmp %ch,(%rsi)
12: 32 2d 31 39 75 62 xor 0x62753931(%rip),%ch # 62753949 <cleanup_mole+0x62753919>
18: 75 6e jne 88 <cleanup_mole+0x58>
1a: 74 75 je 91 <cleanup_mole+0x61>
1c: 31 29 xor %ebp,(%rcx)
1e: 20 34 2e and %dh,(%rsi,%rbp,1)
21: 38 2e cmp %ch,(%rsi)
23: 32 00 xor (%rax),%al
Disassembly of section __mcount_loc:
0000000000000000 <__mcount_loc>:
由oops信息我們知道出錯的地方是hello_init的地址偏移0xd。而有mp信息知道,hello_init的地址即init_mole的地址,因為hello_init即本模塊的初始化入口,如果在其他函數中出錯,mp信息中就會有相應符號的地址。由此我們得到出錯的地址是0xd,下一步我們就可以使用addr2line來定位具體的代碼行:
addr2line -C -f -e helloworld.o d
此命令就可以得到行號了。以上就是通過oops信息來定位驅動崩潰的行號。
其他調試手段
以上就是通過oops信息來獲取具體的導致崩潰的代碼行,這種情況都是用在遇到比較嚴重的錯誤導致內核掛掉的情況下使用的,另外比較常用的調試手段就是使用printk來輸出列印信息。printk的使用方法類似printf,只是要注意一下列印級別,詳細介紹在linux設備驅動第二篇:構造和運行模塊中已有描述,另外需要注意的是大量使用printk會嚴重拖慢系統,所以使用過程中也要注意。
以上兩種調試手段是我工作中最常用的,還有一些其他的調試手段,例如使用/proc文件系統,使用trace等用戶空間程序,使用gdb,kgdb等,這些調試手段一般不太容易使用或者不太方便使用,所以這里就不在介紹了。
⑻ 如何學習Linux設備驅動
通常,內核的升級對從事linux應用程序開發的人員來說影響較小,因為系統調用基本保持兼容,影響比較大的是驅動開發人員。每次內核的更新都可能導致許多內核函數原型上的變化,其中既有內核本身提供的函數,也有硬體平台代碼提供的函數,後者變化的更加頻繁。這一點從許多經典書籍就可驗證,當你按照手裡的經典著作,如:Alessandro的《linux設備驅動程序》,編寫驅動時,發現並不能夠成功的在你的linux平台上編譯通過、或不能正常執行,原因就在於你用的內核和書里的不一致。
本文從兩個方面去解釋這個問題,一方面是如何寫好linux設備驅動,另一方面是如何應對不斷升級的內核。
如何寫好Linux設備驅動
Linux設備驅動是linux內核的一部分,是用來屏蔽硬體細節,為上層提供標准介面的一種技術手段。為了能夠編寫出質量比較高的驅動程序,要求工程師必須具備以下幾個方面的知識:
● 熟悉處理器的性能
如:處理器的體系結構、匯編語言、工作模式、異常處理等。對於初學者來說,在還不熟悉驅動編寫方法的情況下,可以先不把重心放在這一項上,因為可能因為它的枯燥、抽象而影響到你對設備驅動的興趣。隨著你不斷地熟悉驅動的編寫,你會很自然的意識到此項的重要性。
● 掌握驅動目標的硬體工作原理及通訊協議
如:串口控制器、顯卡控制器、硬體編解碼、存儲卡控制器、I2C通訊、SPI通訊、USB通訊、SDIO通訊、I2S通訊、PCI通訊等。編寫設備驅動的前提就是需要了解設備的操作方法,所以這些內容的重要程度不言而喻。但不是說要把所有設備的操作方法都熟悉了以後才可以寫驅動,你只需要了解你要驅動的硬體就可以了。
● 掌握硬體的控制方法
如:中斷、輪詢、DMA 等,通常一個硬體控制器會有多種控制方法,你需要根據系統性能的需要合理的選擇操作方法。初學階段以實現功能為目的,掌握的順序應該是,輪詢->中斷->DMA。隨著學習的深入,需要綜合考慮系統的性能需求,採取合適的方法。
● 良好的GNU C語言編程基礎
如:C語言的指針、結構體、內存操作、鏈表、隊列、棧、C和匯編混合編程等。這些編程語法是編寫設備驅動的基礎,無論對於初學者還是有經驗者都非常重要。
● 良好的linux操作系統概念
如:多進程、多線程、進程調度、進程搶占、進程上下文、虛擬內存、原子操作、阻塞、睡眠、同步等概念及它們之間的關系。這些概念及方法在設備驅動里的使用是linux設備驅動區別單片機編程的最大特點,只有理解了它們才會編寫出高質量的驅動。
● 掌握linux內核中設備驅動的編寫介面
如:字元設備的cdev、塊設備的gendisk、網路設備的net_device,以及基於這些基本介面的framebuffer設備的fb_info、mtd設備的mtd_info、tty設備的tty_driver、usb設備的usb_driver、mmc設備的mmc_host等。
Linux內核為設備驅動編寫者提供了標準的介面,驅動編寫者無需精通內核的各個部分,只需要明確內核提供給我們的介面,並實現此介面就可以了。內核提供的介面採用的是面向對象的思路,即把目標設備抽象成一個對象,通常利用一個結構體來描述這個對象。驅動工程師的任務就是實現這個對象。這個結構體中會包含設備的屬性(用變數表示)和操作方法(用函數指針表示)。如:字元設備的cdev
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct mole *owner;
const struct file_operations *ops; // 操作方法結合,其它項都是屬性
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int count;
};
開始階段可以以模仿為主,即套用一些固定的模板、參考常式。
如何應對不斷升級的內核
內核升級對驅動的影響主要體現在,(1)驅動介面定義的變化;(2)內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化;(3)平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化;(4)設備模型的影響。
● 驅動介面定義的變化
如:2.4內核中字元設備驅動的注冊介面是:
int register_chrdev(unsigned int major, const char * name, struct file_operations *fops)
而2.6內核中已經不建議使用這種方法了,改為:
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
這種介面定義及注冊方法帶來的變化,發生的並不頻繁。解決方案是:參考內核中的代碼。這種介面定義及注冊方法在內核中非常容易找到,如:字元設備驅動的注冊方法及介面定義可以參照內核driver/char/目錄下的很多實例。
● 內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化
如:中斷注冊函數的格式及參數在2.4內核、2.6內核低版本和高版本之間都存在差別,在2.6.8中,中斷注冊函數的定義為:
int request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),unsigned long irq_flags, const char * devname, void *dev_id)
irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合: SA_INTERRUPT、SA_SAMPLE_RANDOM、SA_SHIRQ
在2.6.26中,中斷注冊函數的定義為:
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *); irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合:(功能和2.6.8的對應)IRQF_DISABLED、IRQF_SAMPLE_RANDOM、IRQF_SHARED
當出現這些問題時,編譯過程中,編譯器會給我們比較明確的錯誤提示,根據這些提示你可以判斷出是否是缺少頭文件問題、是否是函數參數定義有誤等。解決問題的最好辦法還是到你的目標內核中找信息。此時找問題的方法可以藉助於搜索,如:你可以在新的內核中搜索request_irq,看新內核中的驅動是如何使用它的,這種方法非常有效。
● 平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化
內核中,硬體平台相關的代碼在內核更新過程中變化比較頻繁,和我們的設備驅動也是息息相關,所以在針對一個新內核編寫設備驅動前,一定要熟悉你的平台代碼的結構。有時平台雖然提供了內核要求的介面函數,但使用起來功能卻並不完善。下面還是先舉個例子說明平台代碼更新對設備驅動的影響。
如:在linux-2.6.8內核中,調用set_irq_type(IRQ_EINT0,IRQT_FALLING);去設置S3C2410的IRQ_EINT0的中斷觸發信號類型,你會發現不會有什麼效果。跟蹤代碼發現內核的set_irq_type函數需要平台提供一個針對硬體平台的實現函數
static struct irqchip s3c_irqext_chip = {
.mask = s3c_irqext_mask,
.unmask = s3c_irqext_unmask,
.ack = s3c_irqext_ack,
.type = s3c_irqext_type
};
s3c_irqext_type就是linux內核需要的實現函數,而s3c_irqext_type在2.6.8中的實現為: static int s3c_irqext_type(unsigned int irq, unsigned int type)
{
irqdbf("s3c_irqext_type: called for irq %d, type %d\n", irq, type);
return 0;
}
原來並沒有實現。而在較高版本的內核,如2.6.26內核中,這個函數是實現了的。所以你一定要小心。當平台函數不好用時,一定要查查原因,或者直接操作硬體寄存器來達到目的。
● 2.6內核設備模型對驅動的影響
在2.6內核中寫設備驅動和在2.4內核中有著很大的不同,主要就是在設備驅動中融入了比設備驅動本身結構還復雜、還難以理解的設備模型。初學驅動時你可以不理會設備模型,但你會發現內核里的驅動代碼基本上都是融入了設備模型的了。所以很多時候你不得不面對現實,還是要弄懂它,並且它也的注冊方法也會隨著內核的升級而發生變化。解決此類問題的最好方法還是參考目標內核驅動代碼。
⑼ 在PC上裝linux系統,驅動怎麼解決
桌面版的linux系統一般都自帶各種驅動了,一般裝好後也就差個顯卡驅動,就算不裝也沒多大關系,不拿來玩游戲看視頻的話基本沒影響。系統會自動給個額外驅動的連接讓你選,並聲明免責,點上就能安裝。如果沒有就去顯卡的官網找(N卡是官方有出linux驅動的,雙顯卡系統應該也支持),找到後用linux命令安裝。官網找不到就只能到各大linux、驅動論壇去搜了,能不能搜到看你造化了……
實在怕麻煩就用虛擬機好了。
在不就劃一小部分硬碟給linux,裝雙系統。linux只用來學習,圖形界面都可以不裝。日常還是回到windows做