linux原理圖_Linux文件系統的系統原理

Ⅰ linux下candence畫原理圖時元件上的黃色字體怎麼刪除

在OPtions中做基本圖紙文件的修改，包括版本號，頁面大小，保存名字，紙張顏色等。
創建元件庫，使用File -> new -> Library，最好單獨放在一個文件加下。畫完元件圖之後，使用option也可以做一些顯示方面的修改。
如果單純從原理圖部分來說，還不是cadence的精髓，畢竟其只是告訴設計者器件之間的連接關系，不過需要提及的是庫文件的載入。我是一個很懶的人，很多時候懶得去看使用說明，都是憑借著自己的感覺來使用一些功能，但是第一次打開cadence的時候發現我都打不開器件庫，這下才知道了一個好的軟體不是隨隨便便就能使用的。
打開器件庫有兩個途徑，一個是從主菜單的Place -> part，第二種就是直接按快捷鍵P，這兩種都有一個要求，就是繪制原理圖的頁面處於激活狀態。工程面板激活的時候和繪圖頁面激活的時候菜單欄顯示的東西是不同的。
打開了之後就可以開始繪制自己想要的原理圖了，包括原理圖庫文件的建立，細細說來東西很多，可能更多的時候是找不到進入的地方吧，推薦於博士的視頻，講解的還是比較清楚的。
有一些快捷鍵我覺得可以使用，提高效率。
打開元件庫 P

Ⅱ Linux文件系統的系統原理

Linux 最早的文件系統是Minix，但是專門為Linux 設計的文件系統——擴展文件系統第二版或EXT2被設計出來並添加到Linux中，這對Linux產生了重大影響。EXT2文件系統功能強大、易擴充、性能上進行了全面優化，也是所有Linux發布和安裝的標准文件系統類型。
每個實際文件系統從操作系統和系統服務中分離出來，它們之間通過一個介面層：虛擬文件系統或VFS來通訊。VFS使得Linux可以支持多個不同的文件系統，每個表示一個VFS 的通用介面。由於軟體將Linux 文件系統的所有細節進行了轉換,所以Linux核心的其它部分及系統中運行的程序將看到統一的文件系統。Linux 的虛擬文件系統允許用戶同時能透明地安裝許多不同的文件系統。
在Linux文件系統中，作為一種特殊類型/proc文件系統只存在內存當中，而不佔用外存空間。它以文件系統的方式為訪問系統內核數據的操作提供介面。/proc文件系統是一個偽文件系統，用戶和應用程序可以通過/proc得到系統的信息，並可以改變內核的某些參數。
在Linux文件系統中，EXT2文件系統、虛擬文件系統、/proc文件系統是三個具有代表性的文件系統，本論文試圖通過對他們的分析來研究Linux文件系統機制。並且在分析這三種文件系統的基礎上對Linux文件系統操作進行了解、研究（本論文選取了open和close兩種操作進行研究）。在第二部分中將介紹EXT2文件系統；第三部分論述虛擬文件系統的特點；第四部分簡要介紹/proc文件系統；最後，介紹兩種具體文件系統操作的實現。

Ⅲ Linux驅動程序的工作原理

由於你的問題太長我只好轉載別人的手打的太累不好意思~~~
Linux是Unix***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,***作方便,功芤埠芮看?但是

支持函數少,只能依賴kernel中的函數,有些常用的***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***作系統內核和應用程序之間的介面,設備驅動程序是***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***作普通文件

一樣對硬體設備進行***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***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***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

是漫長的fsck.//hehe

(請看下節,實例剖析)

讀/寫時,它首先察看緩沖區的內容,如果緩沖區的數據

如何編寫Linux***作系統下的設備驅動程序

Roy G

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.不過我的kernel是2.0.34,在低版本的kernel

上可能會出現問題,我還沒測試過.//xixi

#define __NO_VERSION__

#include

#include

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,但我看倒是未必.

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***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***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.

相當簡單,不是嗎?

下面就開始寫子程序.

#include

#include

#include

#include

#include

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.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***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 */

};

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 ");

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***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 | awk "\$2=="test" {print \$1}"

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

#include

#include

#include

main()

{

int testdev;

int i;

char buf[10];

testdev = open("/dev/test",O_RDWR);

if ( testdev == -1 )

{

printf("Cann't open file ");

exit(0);

}

read(testdev,buf,10);

for (i = 0; i < 10;i++)

printf("%d ",buf);

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***作系統下的設備驅動程序

Roy G

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，***作系統沒有對I/O口屏蔽，也就是說，任何驅動程序都可以

對任意的I/O口***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：io埠的基地址，

參數2：io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io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。在dos環境下，

（之所以不說是dos***作系統是因為我認為DOS根本就不是一個***作系統，它實

在是太簡單，太不安全了）只要用段：偏移就可以了。在window95中，95ddk

提供了一個vmm 調用 _MapLinearToPhys,用以把線性地址轉化為物理地址。但

在Linux中是怎樣做的呢？

2 內存***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！而malloc等返回的是線性地址！關於

kmalloc返回的是物理地址這一點本人有點不太明白：既然從線性地址到物理

地址的轉換是由386cpu硬體完成的，那樣匯編指令的***作數應該是線性地址，

驅動程序同樣也不能直接使用物理地址而是線性地址。但是事實上kmalloc

返回的確實是物理地址，而且也可以直接通過它訪問實際的RAM，我想這樣可

以由兩種解釋，一種是在核心態禁止分頁，但是這好像不太現實；另一種是

linux的頁目錄和頁表項設計得正好使得物理地址等同於線性地址。我的想法

不知對不對，還請高手指教。

言歸正傳，要注意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。kmalloc用法參見khg.

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。這塊內存需要一直

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。

具體做法是：比如說你的機器由32M的內存，在lilo.conf的啟動參數中加上

mem=30M，這樣linux就認為你的機器只有30M的內存，剩下的2M內存在vremap

之後就可以為DMA所用了。

請記住，用vremap映射後的內存，不用時應用unremap釋放，否則會浪費頁表。

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***作，有時時序很重要。但是如果用C語言寫一些低級的硬體***作

的話，gcc往往會對你的程序進行優化，這樣時序就錯掉了。如果用匯編寫呢，

gcc同樣會對匯編代碼進行優化，除非你用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。

關於kernel的調試工具，我現在還沒有發現有合適的。有誰知道請告訴我，

不勝感激。我一直都在printk列印調試信息，倒也還湊合。

關於設備驅動程序還有很多內容，如等待/喚醒機制，塊設備的編寫等。

我還不是很明白，不敢亂說。

Ⅳ 誰有迅為iTOP4412linux2440開發板開發板的原理圖能不能分享一下

方法/步驟1首先連接好iTOP-4412開發板的調試串口到pc上，在pc的windows系統下打開串口調試工具。開發板上電，在串口調試工具里按任意pc鍵盤的任意按鍵使開發板進入uboot命令行模式，如下圖所示：2然後在uboot輸入分區命令：「fdisk-c01024300300」，如下圖所示：3上面圖片里的命令是把emmc分區，其中的1024是linux的存儲空間，單位是MB，也就是1G。如果想分配更大的空間修改這個值即可。執行完上面的命令，如下圖所示：END方法/步驟21然後在uboot命令行分別輸入下面的命令，格式化分區：fatformatmmc0:1ext3formatmmc0:2ext3formatmmc0:3ext3formatmmc0:4至此EMMC的分區已經只做好了，下面我們開始製作linux文件系統，拷貝光碟「linux/root_xxxxxxxx.tar.gz」（xxxxxxxx是版本日期，）到Ubuntu虛擬機上，例如我這里拷貝到了「/home/topeet/linux」目錄，如下圖所示：2然後使用「tar-xvfroot_20140912.tar.gz」命令解壓linux文件系統，如下圖所示：3解壓完成後，輸入「ls」命令，可以看到生成了」root「文件夾

Ⅳ Linux下怎麼看原理圖

一般Linux都自帶圖片查看器，如果沒有，安裝一個即可。 1，如果是圖形界面，一般自帶圖片查看器，雙擊圖片就可以打開。
2，如果是命令行，又沒有安裝圖片查看器，可以安裝一個。命令如下：
sudo apt-get install asciiview
3，打開圖片asciiview ****.jpg。

Ⅵ linux驅動程序結構框架及工作原理分別是什麼

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。

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。

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> 基本的類型定義

#include <linux/fs.h> 文件系統使用相關的頭文件

#include <linux/mm.h>

#include <linux/errno.h>

#include <asm/segment.h>

unsigned int test_major = 0;

static int read_test(struct inode *inode，struct file *file，char *buf，int count)

{

int left; 用戶空間和內核空間

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，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。為了驗證BUF是否可以用。

static int write_test(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)

{

return count;

}

static int open_test(struct inode *inode，struct file *file )

{

MOD_INC_USE_COUNT; 模塊計數加以，表示當前內核有個設備載入內核當中去

return 0;

}

static void release_test(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 = {?

read_test，

write_test，

open_test，

release_test，

};

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); 對設備操作的整個介面

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 –c表示輸出制定名，自動生成.o文件

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。上述給出了一個簡單的字元設備驅動編寫的框架和原理，更為復雜的編寫需要去認真研究LINUX內核的運行機制和具體的設備運行的機制等等。希望大家好好掌握LINUX設備驅動程序編寫的方法。

Ⅶ 解釋一下linux驅動程序結構框架及工作原理

Ⅷ linux下的cadence原理圖怎麼放大看到裡面的連線

如果pdk包里沒有，可以試一試這個 ic5141安裝後的路徑下找下邊的地址，cadence自帶的，可以用 ./tools.lnx86/dfII/etc/cdslib/artist/analogLib/display.drf 我就用這個

Ⅸ linux操作系統在工業生產中的應用

摘要：針對嵌入網路設備的應用特點，介紹了嵌入式linux的主要技術及在工業控制領域的應用方法。結合硬體平台詳細說明了嵌入式linux系統的主要實現方法?同時也簡要介紹了該嵌入式系統的實時內核、內存機制和文件系統的設計等內容。
關鍵詞：嵌入式系統；嵌入式linux；工業控制

1 前言

隨著Internet的飛速發展，網路應用越來越廣泛，對各種工業控制設備的網路功能要求也越來越高。當前的要求是希望工業控制設備能夠支持TCP／IP以及其它Internet協議，從而能夠通過用戶熟悉的瀏覽器查看設備狀態、設置設備參數，或者將設備採集到的數據通過網路傳送到Windows或Unix／Linux伺服器上的資料庫中。這就要求工控系統必須具備兩方面的功能：一是要在現場完成復雜的測控任務，因為通常一些任務都具有一定的實時性要求；二是要求測控系統能夠與某一類型的控制網相連，以實現遠程監控。在目前應用的大多數測控系統中，嵌入式系統的硬體採用的是8／16位單片機；軟體多採用匯編語言編程，由於這些程序僅包含一些簡單的循環處理控制流程。因此，單片機與單片機或上位機之間的通信通常通過RS232、RS485來組網。這些網路存在通信速度慢、聯網功能差、開發困難等問題。工業乙太網已逐步完善，在工業控制領域獲得越來越多的應用。工業乙太網使用的是TCP／IP協議，因而便於聯網，並具有高速控制網路的優點。

現在，32位嵌入式CPU價格的下降和性能指標的提高，為嵌入式系統的廣泛應用提供了可能。那麼，限制嵌入式系統發展的瓶頸就突出地表現在軟體方面。盡管從上世紀八十年代末開始，已經陸續出現了一些嵌入式操作系統（比較著名的有Vxwork、pSOS、Neculeus和Windows CE等），但這些專用操作系統都是商業化產品，其高昂的價格使許多生產低端產品的小公司望而卻步；而且，源代碼的封閉性也大大限制了開發者的積極性。嵌入式系統需要的是一套高度簡練、界面友善、質量可靠、應用廣泛、易開發、多任務，並且價格低廉的操作系統。如今，業界已經達成共識：即嵌入式linux是大勢所趨。嵌入式Linux操作系統以價格低廉、功能強大、易於移植等特點而正在被廣泛採用，並已成為一種新興力量。

2 嵌入式linux技術

嵌入式Linux是按照嵌入式操作系統的要求而設計的一種小型操作系統，它由一個Kernel（內核）及一些根據需要進行定製的系統模塊組成。Kernel一般只有幾百kB左右，即使加上其它必須的模塊和應用程序，所需的存儲空間也很小。它具有多任務、多進程的系統特徵，有些還具有實時性。一個小型的嵌入式Linux系統只需要引導程序、Linux微內核、初始化進程3個基本元素。運行嵌入式Linux的CPU可以是x86、Alpha、Sparc、MIPS、PPC等。與這些晶元搭配的主板都很小，通常只有一張PCI卡大小，有的甚至更小。嵌入式Linux所需的存儲器不是軟磁碟、硬碟、Zip盤、CD－ROM、DVD這些眾所周知的常規存儲器，它主要使用Rom、CompactFlash、M－Systems的DiskOnChip、Sony的MemoryStick、IBM的MicroDrive等體積極小（與主板上的BIOS大小相近），且存儲容量不太大的存儲器。它的內存可以使用普通的內存，也可以使用專用的RAM。

與其它嵌入式操作系統相比，Linux的源代碼是開放的，不存在黑箱技術。Linux作為一種可裁剪的軟體平台系統，很可能發展成為未來嵌入式設備產品的絕佳資源。Linux與生俱來的優秀網路血統更為今後的發展鋪平了一條寬廣平坦的大路。因此，在保持Linux內核系統更小、更穩定、更具價格競爭力等優勢的同時，對系統內核進行實時性優化，更加使之能夠適應對工業控制領域高實時性的要求。這也正是嵌入式linux操作系統在嵌入式工控系統中的發展所在。同時也使Linux成為嵌入式操作系統中的新貴。

標準的Linux內核通常駐留在內存中，每一個應用程序都是從磁碟運到內存上執行。當程序結束後，它所佔用的內存就被釋放，程序就被下載了。而在一個嵌入式系統里，可能沒有磁碟。有兩種途徑可以消除對磁碟的依賴，一是在一個簡單的系統里，當系統啟動後，內核和所有的應用程序都存在內存里。這是大多數傳統的嵌入式系統的工作模式，同樣Linux。第二種就是linux所特有的功能，因為Linux已經有能力「載入」和「卸載」程序，因此，一個嵌入式系統就可以利用它來節省內存。一個比較典型的系統有大約8MB到16MB的快閃記憶體和8MB RAM?而快閃記憶體可以被用作文件系統。用快閃記憶體驅動程序作為從快閃記憶體到文件系統的界面就是一種選擇。當然，也可以用一個快閃記憶體磁碟。用快閃記憶體來擺脫系統對一個磁碟的需求(依賴)具有DiskOnChip技術以及CmopactFlash卡等方式。

用來連接Flash Memory和文件系統的程序都以文件形式存儲在Flash文件中，需要時可以裝入內存，這種動態的、根據需要載入的能力是支持其它一系列功能的重要特徵。它能使初始化代碼在系統引導後被釋放。實際上，Linux同樣還有很多內核外運行的公用程序，這些程序通常在初始化時運行一次，以後就不再運行。而且，這些公用程序可以用它們相互共有的方式一個接一個地按順序運行。這樣，相同內存空間可以被反復使用以「召入」每一個程序，就象系統引導一樣。這樣可以節省內存，特別是那些配置一次以後就不再更改的網路堆棧。如果將Linux可載入模塊的功能包括在內核里，驅動程序和應用程序就都可以被載入。由於它可以檢查硬體環境並且為硬體裝上相應的軟體，從而消除了用一個程序佔用許多Flash Memory來處理多種硬體的復雜性。另外，軟體的升級更加模塊化，可以在系統運行時在Flash上升級應用程序和載入驅動程序，其配置信息和運行時間參數可以作為數據文件儲存在Flash中。

3 嵌入式工業控制網路的實現方案

基於嵌入式linux的工控系統以嵌入式微處理器為核心來運行嵌入式Linux操作系統。應用程序可通過網路進行更新，並可通過鍵盤進行人機對話，數據可通過LCD現場顯示，重要數據可用文件形式保存在Flash等快閃記憶體存儲器中；數據和報警信息可通過串口向上位機傳輸，也可以通過乙太網向工業乙太網或Inernet發布，用戶還可通過網路實現遠程監控和遠程維護。更為關鍵的是，可充分利用Internet上已有的軟體和協議（如：ftp，http以及Apache?PHP?MySQL等應用程序）迅速搭建前台數據採集系統，以實現測控系統和後台管理系統的通訊。圖1所示是這種實現方案的系統框圖。這種方式的優點有：

（1）不需專用的通信線路即可用現成的INTER-NET網路將數據傳送到任何地方。

（2）不僅能夠傳遞數據信號，也可以傳遞音頻和圖像信號。

（3）由於目前的INTERNET協議是現成和公開的，因此，利用大到幾十兆的 Microsoft IE瀏覽器，或小到只有600kB的Mosaic瀏覽器都可以對網路數據進行讀取。

4 系統設計

4．1 硬體設計

嵌入式系統的硬體運行平台是開發應用程序的基礎，整個開發板可基於IntelR SA－1110 微處理器架構。

圖2所示是一個嵌入式系統的硬體結構框圖。該硬體針對網路服務的應用選擇了Intel系列中的strongARM MCU。StrongARM SA－1110是一款高性能、低價位、高集成度微處理器。SA－1110晶元內部集成有能以206MHz運行的32－bit IntelR Stron-gARM＊ RISC處理器，以及速度可達100 MHz 的存儲器匯流排和靈活的存儲器控制器，可支持SDRAM、 SMROM 以及variable－latency I／O 設備，並可為系統設計提供較高的存儲帶寬。由於SA－1110可以適應較大流量的網路應用，因而可為運行Linux提供硬體上的支持。此外，SA－1110還在開發板上集成有32MB的SDRAM、8 MB的FLASH、10 baseT乙太網介面、RS232／RS485串口、I／O介面以及擴展FLASH卡存儲器等。有關SA－1110更詳細的資料可參考有關資料。

4．2 軟體設計

嵌入式操作系統是整個嵌入式系統的核心。如前面所述，嵌入式系統在內存容量和存儲容量不足的情況下，必須對linux進行裁減設計。在裁剪過程中，所涉及的主要技術有下面幾種。

（1）內核的精簡

標准Linux是面向PC的，它集成了許多PC所需要而嵌入式系統並不需要的功能。因此，對一些可獨立加上或卸下的功能塊，可在編譯內核時，僅保留嵌入式系統所需的功能模塊，而刪除不需要的功能塊。這樣，重新編譯過的內核就會顯著減小。

（2）虛擬內存機制的屏蔽

經過分析發現，虛擬內存是導致Linux實時性不強的原因之一。在工業控制中，一些任務要滿足一定的實時性要求，屏蔽內核的虛擬內存管理機制可以增強Linux的實時性。當要更改內核的某項機制時，一般不必大規模地寫代碼，可採用條件編譯的方法。同時由於linux系統對應用進程採用的是公平的時間分配調度演算法，但這一演算法也不能保證系統的實時性要求，因此要求對其進行更改。更改途徑有兩種：一是通過POSIX，二是通過底層編程。筆者是通過linux的實時有名管道（FIFO）的特殊隊列來處理實時任務的先後順序。實際上，實時有名管道就象實時任務一樣從不換頁，因而可以大大減少由於內存翻頁而造成的不確定延時。

圖3給出了Linux的工作原理框圖。

（3）設備驅動程序的編寫

確定了內核的基本功能後，就要為特定的設備編寫驅動程序，可按照在Linux下編寫驅動程序的規則進行編寫。編寫的設備驅動程序應當具有以下功能：

●對設備進行初始化和釋放；

●完成數據從內核到硬體設備的傳送和從硬體讀取數據兩項功能；

●讀取應用程序傳遞給設備文件的數據以及回送應用程序請求的數據；

●檢測和處理設備出現的錯誤。

（4）開發基於快閃記憶體的文件系統JFFS

應用程序和重要數據通常以文件的形式被存放在快閃記憶體文件系統中。JFFS2 文件系統是日誌結構化的，這意味著它基本上是一長列節點。每個節點包含著有關文件的部分信息。JFFS2 是專門為象快閃記憶體晶元那樣的嵌入式設備創建的，所以它的整個設計提供了更好的快閃記憶體管理，因而具有其它文件系統不可比擬的優點。具體如下：

●JFFS2 在扇區級別上執行快閃記憶體擦除／寫／讀操作要比 Ext2 文件系統好。

●JFFS2 提供了比 Ext2fs 更好的崩潰／掉電安全保護。當需要更改少量數據時，Ext2 文件系統會將整個扇區復制到內存（DRAM）中，並在內存中合並成新數據再寫回整個扇區。而JFFS2則可以隨時更改需要的（不是重寫）整個扇區，同時還具有崩潰／掉電安全保護功能。

實現上述幾個步驟後，一個小型的Linux操作系統就構造完成了。構造後的Linux包括進程管理、內存管理和文件管理等三部分。它支持多任務並行，有完整的TCP／IP協議，同時Linux內建有對乙太網控制器的支持，可以通過乙太網口連到乙太網上，以實現遠程配置與監控。

將裁剪好的內核移植到所用的目標板上時，首先應將內核編譯成針對該處理器的目標代碼。由於不同硬體體系的移植啟動代碼會有所不同，因此，一些內核程序可能要改寫。涉及到編寫Linux的引導代碼和修改與體系結構相關部分的代碼主要是啟動引導、內存管理和中斷處理部分。將M－System公司的DOC2000作為系統的啟動設備時，引導代碼可以放在DOC上。這樣?系統加電後，引導代碼即可進行基本的硬體初始化，然後把內核映象裝入內存並運行,最後，再將調試好的內核和應用程序燒錄到快閃記憶體中。由於此時裁剪後的Linux已成功移植到目標平台上,因此,在啟動可運行的開發系統時,就可以根據具體的應用來開發應用程序。如數據採集模塊、數據處理模塊、通信和數據發布模塊等等。

5 結束語

如今，互聯網應用正在轉到以嵌入式設備為中心，因此,用工控系統與Internet相結合來實現網路化已是一種必然的趨勢。而把嵌入式linux微處理器內核嵌入到基於StrongARM SA1110 的32位MCU系統中，然後通過構造TCP／IP多種網路協議和基本網路通信協議，再利用嵌入式操作系統對底層硬體和網路協議的支持，以及對工控系統實時性要求的lin-ux內核和虛擬內存機制進行改造，即可保證測控任務完成的實時性和可靠性。可以預見，這種方案在工業控制領域具有很好的應用前景，而且具有開發周期短、系統性能穩定可靠、適應性強等特點。

Ⅹ linux 虛擬文件系統的作用以及工作原理~~

虛擬文件系統（VFS）其實也可以翻譯成虛擬文件系統轉換（virtual filesystem switch）。可以看出來它的作用就是提供一個通用的介面來處理與Unix標准文件系統相關的所有系統調用。它所隱含的思想就是把表示很多不同種類的文件系統的共同信息放入內核；其中有一個欄位火函數來支持linux所支持的所有實際文件系統所提供的任何操作。對所調用的每個讀寫或者其他函數，內核都能把它們替換成支持本地linux文件系統，NTFS文件系統或者文件所在的任何文件系統的實際函數。
至於vfs的工作原理就不是三言兩語可以解釋清楚的了、裡麵包含了很多知識包括文件系統、超級塊、i節點等等知識。其實主要就是用戶安裝了不同的文件系統，每個特定文件系統上都實現了包括open（） close（），read（），write（）等等的操作，在安裝的時候，每個特定的文件系統會在虛擬文件系統上注冊，當用戶需要對特定文件系統進行操作時只需調用統一的系統調用，虛擬文件系統能夠調用對應文件系統上的函數來對文件進行操作。詳細的工作原理和實現樓主需要花時間去學一學操作系統知識可一參考《深入理解Linux內核》《深入linux內核架構》等書

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