精通linux設備驅動開發

『壹』 到什麼程度才叫精通linux

許多同學觸摸Linux不多，對Linux渠道的開發更是一竅不通。而如今的趨勢越來越標明，作為一個優秀的軟體開發人員，或計算機IT職業從業人員，把握Linux是一種很主要的營生資本與手法。

下來我將會結合自己的幾年的個人開發經驗，及對 Linux，更是類UNIX系統，及開源軟體文化，談談Linux的學習方法與學習中應該注意的一些事。

就如同剛才說的，很多同學以前可能連Linux是什麼都不知道，對UNIX更是一無所知。所以我們從最基礎的講起，對於Linux及UNIX的歷史我們不做多談，直接進入入門的學習。

Linux入門是很簡單的，問題是你是否有耐心，是否愛折騰，是否不排斥重裝一類的大修。沒折騰可以說是學不好Linux的，鳥哥說過，要真正了解Linux的分區機制，對LVM使用相當熟橡滑練，沒有20次以上的Linux裝機經驗是積累不起來的，所以一定不要怕折騰。

由於大家之前都使用Windows，所以我也盡可能照顧這些「菜鳥」。我的推薦，如果你第一次接觸Linux，那麼首先在虛擬機中嘗試它。虛擬機我推薦Virtual Box，我並不主張使用VM，原因是VM是閉源的，並且是收費的，我不希望推動盜版。當然如果你的Money足夠多，可以嘗試VM，但我要說的是即使是VM，不一定就一定好。

付費的軟體不一定好。

首先，Virtual Box很小巧，Windows平台下安裝包在80MB左右，而VM動輒600MB，雖然功能強大，但資源消耗也多，何況你的需求Virtual Box完全能夠滿足。所以，還是自己選。

如何使用虛擬機，是你的事，這個我不教你，因為很簡單，不會的話Google或Bai都可以，英文好的可以直接看官方文檔。現在介紹Linux發行版的知識。

正如你所見，Linux發行版並非Linux，Linux僅是指操作系統的內核，作為科班出生的你不要讓我解釋，我也沒時間。

我推薦的發行版如下：

UBUNTU 適合純菜鳥，追求穩定的官方支持，對系統穩定性要求較弱，喜歡最新應用，相對來說不太喜歡折騰的開發者。

Debian，相對UBUNTU難很多的發行版，突出特點是穩定與容易使用的包管理系統，缺點是企業支持不足，為社區開發驅動。

Arch，追逐時尚的開發者的首選，優點是包更新相當快，無縫升級，一次安裝基本可以一直運作下去，沒有如UBUNTU那樣的版本概念，說的專業點叫滾動升級，保持你的系統一定是最新的。缺點顯然易見，不穩定。同時安裝配置相對Debian再麻煩點。

Gentoo，相對Arch再難點，考驗使用者的綜合水平，從系統安裝到微調，內核編譯都親歷親為，是高手及黑客顯示自己技術手段，按需配置符合自己要求的系統的首選。

Slackware與Gentoo類似。

CentOS，社區維護的RedHat的復刻版本，完全使用RedHat的源碼重新編譯生成，與RedHat的兼容性在理論上來說是最好的。如果你專注於Linux伺服器，如網路管理，架站，那麼CentOS是你的選擇。

LFS，終極黑客顯擺工具，完全從源代碼安裝，編譯系統。安裝前你得到的只有一份文檔，你要做的就是照文檔你的說明，一步步，一條條命令，一個個軟體包的去構建你的Linux，完全由你自己控制，想要什麼就是什麼。如果你做出了LFS，證明你的Linux功底已經相當不錯，如果你能拿LFS文檔活學活用，再將Linux從源代碼開始移植到嵌入式系統，我敢說中國的企業你可以混的很好。

1、Linux基礎

你得宏如尺挑一個適合你的系統，然後在虛擬機安裝它，開始使用它。如果你想快速學會Linux，我有一個建議就是忘記圖形界面，不要想圖形界面能不能提供你問題的答案，而是滿世界的去找，去問，如何用命令行解決你的問題。

在這個過程中，你最好能將Linux的命令掌握的不錯，起碼常用的命令得知道，同時建立了自己的知識庫，裡面是你積累的各項知識。

2、Linux平台的C/C++開發，同時還有Bash腳本編程[java]

再下個階段，你需要學習的是Linux平台的C/C++開發，同時還有Bash腳本編程，如果你對Java興趣很深還有Java。同樣，建議你蔽高拋棄掉圖形界面的IDE，從VIM開始，為什麼是VIM，而不是Emacs，我無意挑起編輯器大戰，但我覺得VIM適合初學者，適合手比較笨，腦袋比較慢的開發者。 Emacs的鍵位太多，太復雜，我很畏懼。然後是GCC，Make，Eclipse（Java，C++或者）。

雖然將C++列在了Eclipse中，但我並不推薦用IDE開發C++，因為這不是Linux的文化，容易讓你忽略一些你應該注意的問題。 IDE讓你變懶，懶得跟豬一樣。如果你對程序調試，測試工作很感興趣，GDB也得學的很好，如果不是GDB也是必修課。這是開發的第一步，注意我並沒有提過一句Linux系統API的內容，這個階段也不要關心這個。你要做的就是積累經驗，在Linux平台的開發經驗。

我推薦的書如下：C語言程序設計。 C語言，白皮書當然更好。 C++推薦 C++ Primer Plus， Java我不喜歡，就不推薦了，附一個別人的書單：java 入門書籍。工具方面推薦VIM的官方手冊，GCC中文文檔，GDB中文文檔，GNU開源軟體開發指導（電子書），匯編語言程序設計（讓你對庫，鏈接，內嵌匯編，編譯器優化選項有初步了解，不必深度）。

如果你這個階段過不了就不必往下做了，這是底線，最基礎的基礎，否則離開，不要霍霍Linux開發。不專業的Linux開發者作出的程序是與Linux文化或UNIX文化相背的，程序是走不遠的，不可能像Bash，VIM這些神品一樣。所以做不好乾脆離開。

3、UNIX環境高級編程

UNIX環境高級編程堪稱神作，經典中的經典。

接下來進入Linux系統編程，不二選擇，APUE，UNIX環境高級編程，一遍一遍的看，看10遍都嫌少，如果你可以在大學將這本書翻爛，裡面的內容都實踐過，有作品，你口頭表達能力夠強，你可以在面試時說服所有的考官。

（可能有點誇張，但APUE絕對是聖經一般的讀物，即使是Windows程序員也從其中汲取養分， Google創始人的案頭書籍，扎爾伯克的床頭讀物。）

這本書看完後你會對Linux系統編程有相當的了解，知道Linux與Windows平台間開發的差異在哪？它們的優缺點在哪？我的總結如下：做Windows平台開發，很苦，微軟的系統API總在擴容，想使用最新潮，最高效的功能，最適合當前流行系統的功能你必須時刻學習。 Linux不是，Linux系統的核心API就100來個，記憶力好完全可以背下來。而且經久不變，為什麼不變，因為要同UNIX兼容，符合POSIX標准。所以Linux平台的開發大多是專注於底層的或伺服器編程。

這是其優點，當然圖形是Linux的軟肋，但我站在一個開發者的角度，我無所謂，因為命令行我也可以適應，如果有更好的圖形界面我就當作恩賜吧。另外，Windows閉源，系統做了什麼你更本不知道，永遠被微軟牽著鼻子跑，想想如果微軟說Win8不支持QQ，那騰訊不得哭死。而Linux完全開源，你不喜歡，可以自己改，只要你技術夠。

另外，Windows雖然使用的人多，但使用場合單一，專注與桌面。而Linux在各個方面都有發展，尤其在雲計算，伺服器軟體，嵌入式領域，企業級應用上有廣大前景，而且兼容性一流，由於支持POSIX可以無縫的運行在UNIX系統之上，不管是蘋果的Mac還是IBM的AS400系列，都是完全支持的。另外，Linux的開發環境支持也絕對是一流的，不管是C/C++，Java，Bash，Python，PHP，Javascript，。。。。。。就連C#也支持。而微軟除Visual Stdio套件以外，都不怎麼友好，不是嗎？

如果你看完APUE的感觸有很多，希望驗證你的某些想法或經驗，推薦UNIX程序設計藝術，世界頂級黑客將同你分享他的看法。

4、選擇方向：網路，圖形，嵌入式，設備驅動

網路方向：伺服器軟體編寫及高性能的並發程序編寫

現在是時候做分流了。大體上我分為四個方向：網路，圖形，嵌入式，設備驅動。

如果選擇網路，再細分，我對其他的不是他熟悉，只說伺服器軟體編寫及高性能的並發程序編寫吧。相對來說這是網路編程中技術含量最高的，也是底層的。需要很多的經驗，看很多的書，做很多的項目。

我的看法是以下面的順序來看書：

APUE再深讀– 尤其是進程，線程，IPC，套接字

多核程序設計- Pthread一定得吃透了，你很NB

UNIX網路編程– 卷一，卷二

TCP/IP網路詳解– 卷一再看上面兩本書時就該看了

5.TCP/IP 網路詳解– 卷二我覺得看到卷二就差不多了，當然卷三看了更好，努力，爭取看了

6.Lighttpd源代碼- 這個伺服器也很有名了

7.Nginx源代碼– 相較於Apache，Nginx的源碼較少，如果能看個大致，很NB。看源代碼主要是要學習裡面的套接字編程及並發控制，想想都激動。如果你有這些本事，可以試著往暴雪投簡歷，為他們寫伺服器後台，想一想全球的魔獸都運行在你的伺服器軟體上。

Linux內核 TCP/IP協議棧– 深入了解TCP/IP的實現

如果你還喜歡驅動程序設計，可以看看更底層的協議，如鏈路層的，寫什麼路由器，網卡，網路設備的驅動及嵌入式系統軟體應該也不成問題了。

當然一般的網路公司，就算網路級別的也該毫不猶豫的僱用你。只是看後面這些書需要時間與經驗，所以35歲以前辦到吧！跳槽到給你未來的地方！

圖形方向，我覺得圖形方向也是很有前途的，以下幾個方面。

Opengl的工業及游戲開發，國外較成熟。

影視動畫特效，如皮克斯，也是國外較成熟。

GPU計算技術，可以應用在瀏覽器網頁渲染上，GPU計算資源利用上，由於開源的原因，有很多的文檔程序可以參考。如果能進火狐開發，或google做瀏覽器開發，應該會很好。

嵌入式方向：嵌入式方向沒說的，Linux很重要。

掌握多個架構，不僅X86的，ARM的，單片機什麼的也必須得懂。硬體不懂我預見你會死在半路上，我也想走嵌入式方向，但我覺得就學校教授嵌入式的方法，我連學電子的那幫學生都競爭不過。奉勸大家，一定得懂硬體再去做，如果走到嵌入式應用開發，只能祝你好運，不要碰上像Nokia，Hp這樣的公司，否則你會很慘的。

驅動程序設計：

軟體開發周期是很長的，硬體不同，很快。每個月誕生那麼多的新硬體，怎麼讓他們在Linux上作業起來，這是你的作業。由於Linux的兼容性極好，假如不是太低層的驅動，根本C言語就能夠搞定，體系架構的影響不大，由於有體系支撐，你可能做少許更改就能夠在ARM上運用PC的硬體了，所以做硬體驅動開發不像嵌入式，對硬體常識的請求很高。

能夠嫻熟的建立常見的效勞，lnmp,ftp,dns,smba，假如呈現毛病，能夠及時的排除去。。。常常運用Linux，必定能夠變成大神。

原文鏈接：http://www.mage.com/71706.html

『貳』 linux椹卞姩宸ョ▼甯堟湁鍓嶉斿悧linux椹卞姩宸ョ▼甯

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『叄』 請問做嵌入式linux驅動開發的工作需要對驅動熟練到什麼程度才行

你好，樓主：
我可以給出一些見解，我是通過培訓，然後在此行業工作了近一年。針對你的問題，不同的公司有不同的錄取規則，沒有一個定式。當時找第一份工作前，我也有你的這種困擾，我把我的想法說一下，希望能幫到你。
如果你作為初級驅動工程師去面試，你只需要熟悉一些重要的驅動，比如I2C、SPI，而且自己做過此類驅動的小項目，再針對公司供應職業的需求好好做足功課。這個階段是入職後更專業地學習驅動。
如果你作為資深工程師，有多年經驗，自然地對大部分驅動十分了解，比如USB、網卡、存儲設備等等。
對於驅動框架啊，你一定是要了解並十分熟悉框架的，這樣才可以對相應驅動程序進行填充實現其功能。在面試找工作時這個方面會更重要些，但是我認為只要你認真地研究驅動代碼，是很容易掌握的，關鍵是信心與毅力。
「還有對驅動編寫完後的配置和編譯需要到達什麼程度？」這個問題問的好，這是企業和公司都關心的問題，它關心著產品的市場，至於到什麼程度，基本的功能你一定要很好地實現，如果時間充裕，盡量優化你的代碼，使驅動佔用更少的資源、更省電、數據傳輸更好等等。
以上為個人見解，祝成功！

『肆』 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。