linux嵌入式设备驱动开发详解

㈠ 嵌入式linux驱动程序开发学习路线

关于这个方向，我认为大概分3个阶段：
1、嵌入式linux上层应用，包括QT的GUI开发
2、嵌入式linux系统开发
3、嵌入式linux驱动开发

嵌入式目前主要面向的几个操作系统是，LINUX，WINCE、VxWorks等等
Linux是开源免费的，而且其源代码是开放的，更加适合我们学习嵌入式。

所以你可以尝试以下路线：
（1） C语言是所有编程语言中的强者，单片机、DSP、类似ARM的种种芯片的编程都可以用C语言搞定），因此必须非常熟练的掌握。
推荐书籍：《The C Programming Language》 这本经典的教材是老外写的，也有中译版本。
（2） 操作系统原理，是必需的，如果你是计算机专业毕业那也就无所谓了，如果是非计算机专业的就必须找一本比较浅显的计算机原理书籍看一看，把啥叫“进程”“线程”“系统调度”等等基本问题搞清楚。
（3）Linux操作系统就是用C语言编写的，所以你也应该先学习下Linux方面的编程，只有你会应用了，才能近一步去了解其内核的精髓。
推荐书籍：《UNIX环境高级编程》（第2版）
（4） 了解ARM的架构，原理，以及其汇编指令，我们在嵌入式开发中，一般很少去写汇编，但是最起码的要求是能够看懂arm汇编。
（5） 系统移植的时候，就需要你从最下层的bootloader开始，然后内核移植，文件系统移植等。而移植这部分对硬件的依赖是非常大的，其配置步骤也相对复杂，也没有太多详细资料。
（6） 驱动开发
linux驱动程序设计既是个极富有挑战性的领域，又是一个博大精深的内容。
linux驱动程序设计本质是属于linux内核编程范畴的，因而是对linux内核和内核编程是有要求的。在学习前你要想了解linux内核的组成，因为每一部分要详细研究的话足够可以扩展成一本厚书。

以上只不过是大概的框架，在实际的开发中还会涉及很多东西，比如：交叉编译、makefile、shell脚本等等，所以说学习嵌入式的周期较长，门槛较高，自学的话更是需要较强的学习能力和专业功底。只要能坚持下来一定会取得成功！
…………………………………………
嵌入式非常难，看书的话比较晦涩难懂，不容易入门，我个人比较偏向于看视频教程，因为有老师带着比较容易入门。给看看一篇文章是关于一位专科生怎么自学嵌入式的。

做个自我介绍，我07年考上一所很烂专科民办的学校，学的是生物专业，具体的学校名称我就不说出来献丑了。09年我就辍学了，我在那样的学校，一年学费要1万多，但是根本没有人学习，我实在看不到希望，我就退学了。
退学后我也迷茫，大专都没有毕业，我真的不知道我能干什么，我在纠结着我能做什么。所以辍学后我一段时间，我想去找工作，因为我比较沉默寡言，不是很会说话，我不适合去应聘做业务。我想应聘做技术的，可是处处碰壁。
一次偶然的机会，我才听到嵌入式这个行业。那天我去新华书店，在计算机分类那边想找本书学习。后来有个女孩子走过来，问我是不是读计算机的，有没有兴趣学习嵌入式，然后给我介绍了一下嵌入式现在的火热情况，告诉我学嵌入式多么的有前景，给我了一份传单，嵌入式培训的广告。听了她的介绍，我心里痒痒的，确实我很想去学会一门自己的技术，靠自己的双手吃饭。
回家后，我就上网查了下嵌入式，确实是当今比较热门的行业，也是比较好找工作的，工资也是相对比较高。我就下决心想学嵌入式了。于是我去找嵌入式培训的相关信息，说真的，我也很迷茫，我不知道培训是否真的能像他们宣传的那样好，所以我就想了解一段时间再做打算。
后来，我在网络知道看到一篇让我很鼓舞的文章，是一个嵌入式高手介绍没有基础的朋友怎么自学入门学嵌入式，文章写的很好，包含了如何学习，该怎么学习。他提到一个方法就是看视频，因为看书实在太枯燥和费解的，很多我们也看不懂。这点我真的很认同，我自己看书往往看不了几页。
我在想，为什么别人都能自学成才，我也可以的！我要相信自己，所以我就想自学，如果实在学不会我再去培训。
主意一定，我就去搜索嵌入式的视频，虽然零星找到一些嵌入式的视频，但是都不系统，我是想找一个能够告诉我该怎么学的视频，一套从入门到精通的视频，一个比较完整的资料，最好能有老师教，不懂可以请教的。
后来我又找到一份很好的视频，是在IT学习联盟网站推出的一份视频《零基础嵌入式就业班》（喜欢《零基础嵌入式就业班》的可以复制 sina.lt/qKh 粘贴浏览器按回车键即打开）。里面的教程还不错，很完整，可以让我从基础的开始学起。视频比较便宜。
下面介绍下我的学习流程，希望对和我一样完全没有基础的朋友有所帮助。
收到他们寄过来的光盘后，我就开始学习了，由于我没有什么基础，我就从最简单的C语言视频教程学起，话说简单，其实我还是很多不懂的，我只好请教他们，他们还是很热心的，都帮我解决了。C语言我差不多学了一个礼拜，接下来我就学了linux的基本命令，我在他们提供linux虚拟机上都有做练习，敲linux的基本命令，写简单的C语言代码，差不多也就三个礼拜。我每天都在不停的写一些简单的代码，这样一月后我基本掌握了C和linux的基本操作。
接下来我就去学习了人家的视频的培训教程，是整套的，和去参加培训没有多大的区别，这一看就是两个月，学习了ARM的基本原理，学习嵌入式系统的概念，也掌握了嵌入式的环境的一些搭建，对linux也有更深层次的理解了，明白了嵌入式应用到底是怎么做的，但是驱动我只是有一点点的了解，这个相对难一点，我想以后再慢慢啃。
这两个月，除了吃饭睡觉，我几乎都在学习。因为我知道几乎没有基础，比别人差劲，我只能坚持努力着，我不能放弃，我必要要靠自己来养活自己，必须学好这门技术，然后我就把不懂的问题总结记下来，这样慢慢积累了一段时间，我发现自己真的有点入门了。
最后的一个月，我就去看关于实践部分的内容，了解嵌入式项目具体的开发流程，需要什么样的知识，我就开始准备这方面的知识，也就是学习这方面的视频，同时他们建议我去找了找一些嵌入式面试的题目，为自己以后找工作做准备。我就到网上找了很多嵌入式的题目，把他们理解的记下来，这样差不多准备了20天左右
我觉得自己差不多入门了，会做一些简单的东西了。我就想去找工作看看，于是我就到51job疯狂的投简历，因为我学历的问题，专科没有毕业，说真的，大公司没有人会要我，所以我投的都是民营的小公司，我希望自己的努力有所回报。没有想过几天过后，就有面试了，但是第一次面试我失败了，虽然我自认为笔试很好，因为我之前做了准备，但是他们的要求比较严格，需要有一年的项目经验，所以我没有被选中。
后来陆续面试了几家公司，终于功夫不负有心人。我终于面试上的，是在闵行的一家民营的企业，公司规模比较小，我的职务是嵌入式linux应用开发，做安防产品的应用的。我想我也比较幸运，经理很看重我的努力，就决定录用我，开的工资是3500一个月，虽然我知道在上海3500只能过温饱的生活，但是我想我足够了。我至少不用每天都要靠父母养，我自己也能养活自己的。我想只要我继续努力，我工资一定会翻倍的。
把本文写出来，希望能让和我一样的没有基础的朋友有信心，其实我们没有必要自卑，我们不比别人笨，只要我们肯努力，我们一样会成功。

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资源链接：

链接：https://pan..com/s/1ddjTHycqTk3yYQDr-raoKw

书名：Linux设备驱动开发详解

作者：宋宝华

豆瓣评分：6.5

出版社：机械工业出版社

出版年份：2015-8

页数：618

内容简介：

对于嵌入式工程师来说，进入更高阶段后，学习Linux设备驱动开发无疑就是职业生涯的一次“重生”。这是因为Linux设备驱动开发不仅仅涉及操作系统的转换，开发方式的转换，更重要的是思维上的转变。对于Linux这样一个复杂系统，如何从复杂的代码中抓住设备驱动开发的关键是任何一个Linux设备驱动开发者入门时需要面对的挑战。除了知识、工具之外，往往还需要思路上的指导。本书不但帮助Linux设备驱动开发的初学者厘清必要的概念，还从具体的实例、设备驱动开发的指导原则循序渐进地引导读者渐入学习佳境。为了让读者能够达到Linux设备驱动开发的至臻境界，作者更是从软件工程的角度抽象出设备驱动开发的一般思想。毫无疑问，本书将成为读者学习Linux设备驱动开发过程中的一座“灯塔”。

作者简介：

宋宝华，

Linux布道者，知名嵌入式系统专家，《Essential Linux Device Drivers》译者。作为最早从事Linux内核与设备驱动研究的专家之一，他在众多国内外知名企业开展Linux技术培训。他也是一位活跃的Linux开发者和深度实践者，为Linux官方内核贡献了大量的Linux源码并承担代码审核工作。至今已向Linux官方内核提交逾数万行代码和几百个补丁。他的《Linux设备驱动开发详解》系列书在嵌入式Linux开发者中有口皆碑，是众多Linux书籍中为数不多的畅销书。

㈢ 大神们，帮帮忙。简述嵌入式Linux驱动程序开发的常见数据结构（建议主要结构详细说明）

Linux系统中有一个名为blkdevs的结构数组，它描述了一系列在系统中登记的块设备。数组blkdevs也使用设备的主设备号作为索引，其元素类型是device_struct结构。该结构中包括指向已登记的设备驱动程序名的指针和指向block_device_operations结构的指针。在block_device_operations结构中包含指向有关操作的函数指针。所以，该结构就是连接抽象的块设备操作与具体块设备类型的操作之间的枢纽。

㈣ 如何学习嵌入式Linux驱动

学习嵌入式Linux驱动，首先我们需要的是去了解整个嵌入式开发的整个流程分为四个层次：底层硬件设计、嵌入式驱动开发、内核开发、应用层开发。其中底层硬件设计必须要有一定的硬件功底，我建议你若不是科班出身（数电、模电、高频学的比较好）的人不要去考虑。内核开发需要你有很好的软件功底（C语言、C++学的很好，有过一定的项目经验最好），这个事嵌入式驱动开发的人以后可以考虑发展的方向，不建议一开始就学。如果你是面临着急需找工作的人并且你有一定的商业头脑、创新思维，我认为学习应用层开发是最好不过的选择，但是你别忘了因为简单容易学所以学的人比较多。如果你把前面三个选择都否定了，而且你C语言学的还可以，有学过C51或者STM32这些简单的东西，你不妨看下去。如果你觉得这些对你没用或者不感兴趣，请就此打住不要再往下看不要再浪费你的时间了。亲，去做你该做的事吧！
一、入门者：了解嵌入式
了解嵌入式开发我觉得最好的东西还是《嵌入式系统设计师教程》，这本书写的很烂，无非是用来应付考试的。但是我认为对我们了解嵌入式开发需要学习些什么东西还是有一点用处的，可以在网上浏览一下，你就可以知道嵌入式大概要学的东西，不建议精读。另外如果想大致了解一下嵌入式开发的四个层次，可以看下韦东山韦老师的《作为一个新人，怎样学习嵌入式Linux》http://blog.sina.com.cn/s/blog_13955cfdb0102v3it.html

二、初学者：学习使用Linux
我这里的初学者者指的是已经回了解了嵌入式，有欲望想往深处学习的码农们。这个时候我们已经找到了感觉了。嵌入式操作系统有Vxworks、WINCE、uCLinux、Embedded Linux等操作，但是我们一般选择Linux。原因有二：Linux代码开源，可供学习免费使用。Linux学习的资料非常多，很容易找到小伙伴。学习嵌入式Linux驱动，就必须先学习使用Linux。但是我们对于Linux的使用其实不必学的太多，多了反而会在这浪费的时间。像大家都说可以的《鸟哥的linux私房菜》我不建议大家读，我认为像《Linux就该这么学》这样范范而谈的书籍反而更适合我们初学者。我们对Linux的定位是：基本命令会用，不懂再查。
http://www.linuxprobe.com/chapter-00.html如果觉的适合自己可以去看下

二、菜鸟们：加强C语言，看得懂电路图
我相信到这一阶段你已经深深的爱上了Linux，当然你也可能恨死她了，恨她为什么有那么多命令，恨她为什么不去想Windows那么傻瓜式啊，点点就可以了，但是你别忘了其实Windows也有DOS命令行，只是你没有用过而已吧。我对没有去Linux命令界面敲过几行命令的人视为不会使用操作系统的人，你觉得啦？
既然你爱上她了（不爱请不要再往下看），那请问你为了一个爱你的人做件可能对你难的事，你愿意吗？愿意的话，我们就要去加强自己的C语言基础，我觉得书看的多，视频看的多，还不如看懂一本书，把一本书的程序题好好敲敲，你觉得啦？所以我还是推荐最好的入门的C语言书籍《C程序设计》谭浩强前辈写的。对于看得懂电路图我认为最好的是去下一个画电路板的软件随便找几个电路图画画，慢慢就会了，当然你也可以跳过，我相信如果你真的爱上这一行了以后的学习工作中会逼出来的。

三、码农们：选择一块合适的开发板，然后看书、看数据手册、敲代码、看视频
嵌入式Linux驱动开发是一个敲代码的过程，所以称之为码农。对于嵌入式Linux驱动开发来说是一个偏软件的工作，而码农们就是一个看书、看资料、看视频学习理论知识，然后自己实现的反反复复的过程。只有你不断Debug不断解决不断充实理论知识，才可能往更高层次走。对于书籍我推荐韦东山韦老师的《嵌入式Linux驱动开发完全手册》，当然我觉得成为中国化的S3C2440数据手册更好些（至于为什么学ARM9的S3C2440可以往下看），当然这本书也有他的不好之处：太过于实践，理论知识不全。我觉得配合杜春雷老师的《ARM体系结构与编程》看会非常好，有比较详细的对ARM的介绍。另外既然我们学习S3C2440的话，《S3C2440数据手册》我们是非看不可。另外老外写的《设备驱动开发》也就是所谓的LDD，还有就是宋宝华老师的《Linux设备驱动开发详解》，挺不错的。视频的话我力顶《嵌入式Linux驱动开发完全手册》的作者韦东山韦老师的视频，可以去百问网http://www.100ask.org/ 自行查看。开发板的话我觉得可以自行选择，最好选择S3c2440或者S3c2410的芯片，因为ARM9的资料最多，随便上网搜就是一大把。
四、大神们：研究Linux
毛德操/ 胡希明写的《Linux内核源代码情景分析》、 赵炯《Linux内核完全注释》、《unix环境高级编程》还有更多的可以去看一看瞧一瞧了，我相信你学到这里就可以自找出路了，我也目前在前面阶段，以后把这些学习完再做补充了。

我相信能够学习嵌入式Linux驱动的人都能够知道有好的学习资料学习能够事半功倍的，本人也是学习驱动的菜鸟，历经了学习的沧桑，今天在这里分享一下自己学习嵌入式Linux驱动过程中自认为好的资料，不好请勿喷。有兴趣的可以转载分享给你的朋友。以后有时间我会整理我在学习过程中的东西，加我关注以后一起学习叫流。

㈤ 嵌入式linux设备驱动开发详解 电子书

我有书，要么？太大了，邮箱发布过去。QQ联系我，我发给你。 379165820

㈥ linux嵌入式开发到底学些什么东西啊

嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为：Devices
Used
to
Control，Monitor
or
Assist
the
Operation
of
Equipment，Machinery
or
Plants）。这主要是从应用对象上加以定义，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。

国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
嵌入式主要用到的是C语言，C++，但Java也用于嵌入式技术，主要是用在嵌入式游戏开发，移动开发等，主要侧重JAVA的J2ME方向。
嵌入式的发展前景跟就业前景很不错，目前国内这方面的人才也比较紧缺。所以你学这方面的专业比较好。嵌入式主要分为三大块：
1.嵌入式Linux系统开发：侧重开发环境搭建、内核原理、交叉编译等
2.嵌入式Linux应用开发：侧重Linux应用编程、内核编译、系统调用。
3.嵌入式Linux驱动开发：侧重嵌入式Linux系统下的驱动开发、内核的深入分析。目前市场上专业的嵌入式培训很多很乱，因为是最近几年发展起来的。据我所知最权威最专业的要数东方赛富嵌入式培训学院了，位于清华大学东门，跟清华大学有很深的渊源关系。特别是师资，师资团队是整个嵌入式培训领域最好的。80%的老师来自清华大学、世界500强企业和中国顶尖的IT公司。
如果时间及经济条件允许的话，培训一下还是有很好的，既学到了专业知识，同时也解决了就业问题，就业单位也比自己找的要好很多！如需要培训他们是不二的选择！

㈦ 如何系统的学习Linux驱动开发

在学习之前一直对驱动开发非常的陌生，感觉有点神秘。不知道驱动开发和普通的程序开发究竟有什么不同；它的基本框架又是什么样的；他的开发环境有什么特殊的地方；以及怎么写编写一个简单的字符设备驱动前编译加载，下面我就对这些问题一个一个的介绍。

一、驱动的基本框架

1．那么究竟什么是驱动程序，它有什么用呢:

l驱动是硬件设备与应用程序之间的一个中间软件层

l它使得某个特定硬件能够响应一个定义良好的内部编程接口，同时完全隐蔽了设备的工作细节

l用户通过一组与具体设备无关的标准化的调用来完成相应的操作

l驱动程序的任务就是把这些标准化的系统调用映射到具体设备对于实际硬件的特定操作上

l驱动程序是内核的一部分，可以使用中断、DMA等操作

l驱动程序在用户态和内核态之间传递数据

2．Linux驱动的基本框架

3．Linux下设备驱动程序的一般可以分为以下三类

1)字符设备

a)所有能够象字节流一样访问的设备都通过字符设备来实现

b)它们被映射为文件系统中的节点，通常在/dev/目录下面

c)一般要包含open read write close等系统调用的实现

2)块设备

d)通常是指诸如磁盘、内存、Flash等可以容纳文件系统的存储设备。

e)块设备也是通过文件系统来访问，与字符设备的区别是：内核管理数据的方式不同

f)它允许象字符设备一样以字节流的方式来访问，也可一次传递任意多的字节。

3)网络接口设备

g)通常它指的是硬件设备，但有时也可能是一个软件设备(如回环接口loopback)，它们由内核中网络子系统驱动，负责发送和接收数据包。

h)它们的数据传送往往不是面向流的，因此很难将它们映射到一个文件系统的节点上。

二、怎么搭建一个驱动的开发环境

因为驱动是要编译进内核,在启动内核时就会驱动此硬件设备；或者编译生成一个.o文件,当应用程序需要时再动态加载进内核空间运行。因此编译任何一个驱动程序都要链接到内核的源码树。所以搭建环境的第一步当然是建内核源码树

1.怎么建内核源码树

a)首先看你的系统有没有源码树，在你的/lib/ moles目录下会有内核信息，比如我当前的系统里有两个版本：

#ls /lib/ moles

2.6.15-rc72.6.21-1.3194.fc7

查看其源码位置:

## 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

发现build是一个链接文件，其所对应的目录就是源码树的目录。但现在这里目标目录已经是无效的了。所以得自己重新下载

b)下载并编译源码树

有很多网站上可以下载，但官方网址是：

http://www.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/

下载完后当然就是解压编译了

# tar –xzvf linux-2.6.16.54.tar.gz

#cd linux-2.6.16.54

## make menuconfig (配置内核各选项,如果没有配置就无法下一步编译，这里可以不要改任何东西)

#make

…

如果编译没有出错。那么恭喜你。你的开发环境已经搭建好了

三、了解驱动的基本知识

1.设备号

1)什么是设备号呢？我们进系统根据现有的设备来讲解就清楚了：

#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

在日期前面的两个数（如第一列就是1,3）就是表示的设备号，第一个是主设备号，第二个是从设备号

2)设备号有什么用呢？

l传统上,主编号标识设备相连的驱动.例如, /dev/null和/dev/zero都由驱动1来管理,而虚拟控制台和串口终端都由驱动4管理

l次编号被内核用来决定引用哪个设备.依据你的驱动是如何编写的自己区别

3)设备号结构类型以及申请方式

l在内核中, dev_t类型(在中定义)用来持有设备编号,对于2.6.0内核, dev_t是32位的量, 12位用作主编号, 20位用作次编号.

l能获得一个dev_t的主或者次编号方式：

MAJOR(dev_t dev); //主要

MINOR(dev_t dev);//次要

l但是如果你有主次编号,需要将其转换为一个dev_t,使用: MKDEV(int major, int minor);

4)怎么在程序中分配和释放设备号

在建立一个字符驱动时需要做的第一件事是获取一个或多个设备编号来使用.可以达到此功能的函数有两个：

l一个是你自己事先知道设备号的

register_chrdev_region,在中声明:

int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);

first是你要分配的起始设备编号. first的次编号部分常常是0,count是你请求的连续设备编号的总数. name是应当连接到这个编号范围的设备的名子;它会出现在/proc/devices和sysfs中.

l第二个是动态动态分配设备编号

int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor, unsigned int count, char *name);

使用这个函数, dev是一个只输出的参数,它在函数成功完成时持有你的分配范围的第一个数. fisetminor应当是请求的第一个要用的次编号;它常常是0. count和name参数如同给request_chrdev_region的一样.

5)设备编号的释放使用

不管你是采用哪些方式分配的设备号。使用之后肯定是要释放的，其方式如下：

void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);

6)

2.驱动程序的二个最重要数据结构

1)file_operation

倒如字符设备scull的一般定义如下：
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也称为设备驱动程序接口

定义在,是一个函数指针的集合.每个打开文件(内部用一个file结构来代表)与它自身的函数集合相关连(通过包含一个称为f_op的成员,它指向一个file_operations结构).这些操作大部分负责实现系统调用,因此,命名为open, read,等等

2)File

定义位于include/fs.h

struct file结构与驱动相关的成员

lmode_t f_mode标识文件的读写权限

lloff_t f_pos当前读写位置

lunsigned int_f_flag文件标志，主要进行阻塞/非阻塞型操作时检查

lstruct file_operation * f_op文件操作的结构指针

lvoid * private_data驱动程序一般将它指向已经分配的数据

lstruct dentry* f_dentry文件对应的目录项结构

3.字符设备注册

1)内核在内部使用类型struct cdev的结构来代表字符设备.在内核调用你的设备操作前,必须编写分配并注册一个或几个这些结构.有2种方法来分配和初始化一个这些结构.

l如果你想在运行时获得一个独立的cdev结构,可以这样使用:

struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();

my_cdev->ops = &my_fops;

l如果想将cdev结构嵌入一个你自己的设备特定的结构;你应当初始化你已经分配的结构,使用:

void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);

2)一旦cdev结构建立,最后的步骤是把它告诉内核,调用:

int cdev_add(struct cdev *dev, dev_t num, unsigned int count);

说明：dev是cdev结构, num是这个设备响应的第一个设备号, count是应当关联到设备的设备号的数目.常常count是1,但是有多个设备号对应于一个特定的设备的情形.

3)为从系统去除一个字符设备,调用:

void cdev_del(struct cdev *dev);

4.open和release

㈧ 嵌入式Linux设备驱动开发详解的目录

第1章嵌入式系统与驱动程序1
本章目标1
1.1嵌入式系统概述1
1.1.1嵌入式系统的概念1
1.1.2嵌入式系统的特点2
1.1.3嵌入式系统的体系结构2
1.2嵌入式处理器介绍4
1.2.1嵌入式处理器分类4
1.2.2ARM概述5
1.2.3ARM系列芯片简介5
1.3嵌入式操作系统介绍7
1.3.1主流嵌入式操作系统7
1.3.2嵌入式系统的发展状况8
1.3.3嵌入式Linux介绍8
1.3.4嵌入式系统开发环境的建立9
1.3.5嵌入式软件开发10
1.4嵌入式Linux驱动程序12
1.4.1嵌入式Linux的内核空间和用户空间12
1.4.2嵌入式Linux的文件系统12
1.4.3嵌入式Linux的设备管理14
1.4.4嵌入式Linux的驱动程序16
1.5知识索引20
1.6思考与练习21
第2章简单的字符设备驱动程序23
本章目标23
2.1嵌入式Linux字符设备的驱动程序结构23
2.1.1嵌入式Linux驱动程序常用的头文件24
2.1.2File_operations结构体24
2.1.3字符设备驱动程序的入口25
2.1.4驱动程序的设备注册26
2.2设备驱动程序中的具体问题27
2.2.1I/O端口28
2.2.2内存操作29
2.2.3中断处理29
2.3LED的驱动程序实例及测试30
2.3.1LED I/O端口设置30
2.3.2LED硬件电路设计32
2.3.3LED驱动程序设计33
2.3.4LED测试程序设计36
2.4嵌入式Linux中断处理驱动程序及测试37
2.4.1中断处理过程37
2.4.2中断向量表39
2.4.3中断的处理模式39
2.4.4中断的优先级40
2.4.5中断的嵌套40
2.4.6中断源的扩展40
2.4.7中断控制寄存器的设置41
2.5按键中断的驱动程序实例45
2.5.1按键中断的电路设计45
2.5.2按键中断的驱动程序设计45
2.6知识索引48
2.7思考与练习49
第3章数字显示驱动程序50
本章目标50
3.1数字显示器50
3.1.1数码管简介50
3.1.2数码管的分类51
3.1.3数码管显示原理51
3.2数码管显示电路的硬件设计52
3.2.1译码器的使用52
3.2.2数码管的驱动方式53
3.2.3串/并变换的译码设计55
3.3数码管驱动程序实例56
3.3.1驱动程序的初始化和卸载模块56
3.3.2文件操作结构模块57
3.3.3数码管的打开模块57
3.3.4数码管的读写模块58
3.3.5数码管的I/O控制模块58
3.3.6数码管的退出模块58
3.3.7驱动程序的模块加载和卸载59
3.4数码管显示电路测试程序设计60
3.4.1数码管测试设计60
3.4.2数码管测试程序60
3.4.3数码管测试效果61
3.5知识索引61
3.6思考与练习62
第4章键盘驱动程序63
本章目标63
4.1键盘接口概述63
4.1.1键盘的分类63
4.1.2键盘的防抖65
4.1.3键盘的扫描65
4.1.4键盘的缓冲算法67
4.2键盘的驱动设计实例67
4.2.1锁存器和缓冲器扩展键盘67
4.2.2锁存器和缓冲器的接口68
4.2.3锁存器和缓冲器扩展键盘驱动程序设计69
4.2.4锁存器和缓冲器扩展键盘测试程序设计71
4.3智能控制芯片HD7279扩展键盘72
4.3.1HD7279的电路设计72
4.3.2HD7279的指令介绍73
4.3.3HD7279的串行接口74
4.3.4HD7279的驱动程序设计75
4.3.5HD7279的测试程序设计84
4.4知识索引85
4.5思考与练习85
第5章A/D驱动程序86
本章目标86
5.1A/D转换的过程86
5.1.1采样和保持86
5.1.2量化和编码88
5.1.3ADC的分类89
5.2A/D转换器的基本原理89
5.2.1逐次逼近型A/D转换器89
5.2.2双积分型A/D转换器90
5.2.3V/F和F/V型转换器93
5.2.4其他A/D转换器95
5.3A/D转换器接口技术97
5.3.1ADC的主要参数及意义97
5.3.2ADC的电路选择方法98
5.3.3ADC实际应用中的问题99
5.4S3C2410 A/D转换驱动设计实例99
5.4.1S3C2410的A/D转换电路99
5.4.2S3C2410X的A/D转换控制寄存器100
5.4.3S3C2410X的A/D转换数据寄存器101
5.4.4S3C2410X中A/D转换驱动程序的设计102
5.4.5S3C2410X中A/D转换测试程序的设计105
5.5知识索引106
5.6思考与练习107
第6章D/A驱动程序108
本章目标108
6.1D/A的原理介绍108
6.1.1D/A转换的概念及基本原理108
6.1.2电子模拟开关109
6.1.3D/A转换器的基本结构110
6.1.4D/A转换的静态参数114
6.1.5D/A转换的动态参数115
6.2D/A转换的硬件电路设计116
6.2.1D/A转换的接口技术116
6.2.2D/A转换芯片介绍117
6.2.3D/A转换的电路设计118
6.3D/A转换器的驱动程序实例118
6.3.1D/A驱动程序中的宏定义118
6.3.2D/A的模块加载118
6.3.3D/A转换器的文件操作模块119
6.3.4D/A转换器的读写控制模块120
6.3.5D/A转换器的打开、退出模块120
6.4测试程序的设计120
6.4.1D/A测试程序中的宏定义121
6.4.2D/A测试程序的主函数121
6.4.3D/A测试程序中的功能函数122
6.4.4D/A测试程序中的功能打印函数123
6.4.5D/A测试程序中的波形生成函数123
6.4.6D/A测试程序的效果124
6.5知识索引125
6.6思考与练习125
第7章LCD驱动程序126
本章目标126
7.1LCD显示器概述126
7.1.1液晶126
7.1.2LCD显示屏的背光127
7.1.3LCD显示器的分类127
7.1.4LCD的显示原理127
7.1.5LCD的驱动方式130
7.1.6LCD的常用指标131
7.2LCD的显示接口131
7.2.1灰度STN的时序132
7.2.2彩色STN的时序133
7.2.3TFT的时序134
7.3嵌入式处理器的LCD控制器136
7.3.1LCD控制器136
7.3.2LCD控制器的设置137
7.3.3LCD的字符显示缓存139
7.4LCD的驱动程序设计140
7.4.1LCD驱动程序相关的宏定义140
7.4.2LCD驱动程序的底层操作函数142
7.4.3LCD驱动程序提供的API145
7.4.4LCD驱动程序的模块化加载151
7.4.5LCD的测试程序152
7.5基于Framebuffer的LCD驱动程序实例155
7.5.1Framebuffer概述155
7.5.2LCD的电路连接155
7.5.3Framebuffer设备驱动程序的结构156
7.5.4Framebuffer设备驱动程序的设计159
7.5.5Framebuffer设备测试程序的设计164
7.5.6嵌入式Linux常用的GUI166
7.6知识索引166
7.7思考与练习167
第8章触摸屏驱动程序168
本章目标168
8.1触摸屏概述168
8.2触摸屏的分类168
8.2.1电阻技术触摸屏168
8.2.2表面声波技术触摸屏169
8.2.3电容电感技术触摸屏170
8.2.4红外线技术触摸屏170
8.3触摸屏的特性171
8.3.1透明度和色彩失真171
8.3.2反光性171
8.3.3清晰度171
8.3.4漂移172
8.3.5检测和定位172
8.4触摸屏的硬件电路设计172
8.4.1电阻式触摸屏的电路原理172
8.4.2电阻式触摸屏原点的定位173
8.4.3电阻式触摸屏的电路连接174
8.5触摸屏的驱动程序实例176
8.5.1触摸屏接口的模式176
8.5.2A/D转换和触摸屏寄存器的设置177
8.5.3触摸屏的坐标179
8.5.4触摸屏的电路连接180
8.5.5触摸屏的驱动程序接口181
8.6测试程序的设计182
8.6.1触摸屏的数据定义183
8.6.2触摸屏的数据处理183
8.6.3触摸屏的运行测试185
8.7知识索引186
8.8思考与练习187
第9章CAN总线驱动程序188
本章目标188
9.1CAN总线接口设计188
9.1.1CAN总线概述188
9.1.2CAN的工作特点及主要优点189
9.1.3CAN总线的电气特征和MAC帧结构189
9.2嵌入式处理器上CAN总线接口的扩展190
9.2.1SJA1000简介190
9.2.2SJA1000扩展191
9.3SJA1000扩展CAN总线接口的设计192
9.3.1CAN 控制器SJA1000的操作模式192
9.3.2CAN控制器SJA1000的特征功能193
9.3.3CAN 控制器SJA1000的Basic CAN模式设置194
9.4SJA1000扩展CAN总线接口的通信196
9.4.1通过CAN总线建立通信的步骤196
9.4.2SJA1000的初始化196
9.4.3驱动程序的结构设计198
9.4.4驱动程序init、exit、open、close函数的实现200
9.4.5驱动程序read、write函数的实现201
9.4.6驱动程序interrupt、ioctl函数实现202
9.4.7测试程序的编写202
9.5驱动程序的加载204
9.6知识索引204
9.7思考与练习205
第10章IIC总线驱动程序206
本章目标206
10.1IIC总线概述206
10.1.1IIC总线介绍206
10.1.2IIC总线引入的原因206
10.1.3IIC总线的特点206
10.1.4IIC总线的基本结构207
10.1.5IIC总线的术语207
10.1.6IIC总线的工作208
10.1.7IIC总线的竞争仲裁209
10.1.8IIC总线的工作流程210
10.2嵌入式处理器的IIC接口211
10.2.1IIC总线控制寄存器212
10.2.2IIC总线控制/状态寄存器213
10.2.3IIC总线地址寄存器214
10.2.4IIC总线移位数据寄存器214
10.2.5S3C2410中与IIC对应的I/O端口215
10.3基于IIC的键盘芯片应用216
10.3.1ZLG7290的功能217
10.3.2ZLG7290的控制方式218
10.3.3ZLG7290的寄存器218
10.3.4ZLG7290的通信接口219
10.3.5ZLG7290的指令介绍219
10.4IIC总线驱动程序实例221
10.4.1ZLG7290的电路连接221
10.4.2ZLG7290的通信流程223
10.4.3ZLG7290驱动中变量的定义225
10.4.4ZLG7290驱动中实时时钟的改变226
10.4.5ZLG7290和IIC寄存器的初始化227
10.4.6ZLG7290驱动程序的模块化228
10.4.7ZLG7290的文件操作结构228
10.5IIC总线的测试程序230
10.6知识索引231
10.7思考与练习231
第11章音频总线驱动程序232
本章目标232
11.1音频总线接口概述232
11.1.1音频的采样精度233
11.1.2音频编码233
11.2IIS音频总线接口233
11.2.1IIS总线的物理连接233
11.2.2IIS的总线协议234
11.2.3IIS总线的硬件设计235
11.2.4IIS总线的寄存器236
11.3AC97音频总线接口239
11.4IIS总线的驱动程序设计240
11.4.1音频设备基础知识240
11.4.2音频设备文件241
11.4.3WAV声音文件243
11.4.4音频设备和驱动程序的通信243
11.4.5设备的初始化和加载244
11.4.6DMA的操作和宏定义246
11.4.7audio设备文件的操作248
11.4.8mixer设备文件的操作260
11.5音频驱动程序的测试262
11.6知识索引262
11.7思考与练习263
第12章IDE接口驱动程序264
本章目标264
12.1IDE接口概述264
12.1.1硬盘知识介绍264
12.1.2IDE接口标准267
12.1.3IDE接口的传输模式269
12.1.4IDE接口寄存器269
12.2IDE接口驱动程序的移植271
12.2.1嵌入式Linux下IDE驱动程序接口271
12.2.2嵌入式Linux下IDE驱动程序272
12.2.3IDE硬盘的读/写操作274
12.3IDE驱动程序测试282
12.3.1磁盘文件系统简介283
12.3.2IDE分区测试283
12.4知识索引285
12.5思考与练习285
第13章闪存芯片的驱动程序286
本章目标286
13.1闪存芯片概述286
13.1.1闪存芯片的物理特性286
13.1.2嵌入式文件系统概述289
13.1.3MTD体系介绍289
13.1.4Flash专有名词291
13.2NAND Flash291
13.2.1NAND Flash的结构291
13.2.2NAND Flash的操作292
13.2.3NAND Flash控制器294
13.2.4NAND Flash的时序296
13.2.5NAND Flash的驱动程序实例297
13.3NOR Flash301
13.3.1NOR Flash的结构301
13.3.2NOR Flash的操作302
13.3.3NOR Flash的驱动程序实例303
13.4基于闪存的文件系统307
13.5知识索引309
13.6思考与练习310
第14章USB 设备驱动程序311
本章目标311
14.1USB接口概述311
14.1.1USB系统311
14.1.2USB的电气特性312
14.1.3USB总线的拓扑结构313
14.1.4USB的通信协议313
14.2嵌入式系统中USB的使用315
14.2.1OHCI概述315
14.2.2Host接口硬件设计316
14.3嵌入式系统中USB设备的驱动程序设计316
14.3.1