最近看了好多內核編程和驅動開發的教程,也參考了一些開發板上的例子。總結下來並不是想象的高不可及。開發驅動程序需要對 內核有一定的了解,並不是非要解讀的多麼透徹。
以下所指的驅動程序都是針對具體設備,並做成模塊動態加載方式工作的。驅動程序框架是分層的,有些驅動並不是針對具體設備的如ext2文件系統的驅動,tcp/ip協議的驅動等等,這些可以稱之為軟驅動,工作於其他具體設備驅動程序之上。由於我們做的是嵌入式開發,僅僅編寫最低層的設備驅動就可以了。
設備驅動程序通常分為字符設備和塊設備,這是泛指分類。區別就是有緩沖區的就是塊設備,無緩沖區的就是字符設備。但是在linux源碼的drivers目錄下,不僅僅有block和char目錄,還有其他的各種設備,那是因為有些開發人員為了方便並沒有根據這種分類而是采用了更為直觀的功能分類。比如sound目錄,大家一看就知道裡面存放的是各種音頻驅動了。
既然是設備驅動,我們先看看設備在linux中如何描述。在/dev目錄下存放有系統支持的所有設備。設備又可以成為設備節點,如果往系統中添加新設備,必須在/dev下創建相應的節點。一個設備驅動程序往往可以驅動若干設備,設備通過主設備號和次設備號區分。同一主設備號的所有設備使用一個驅動程序。次設備號為驅動程序提供了如何區分不同設備的入口。有些情況下還可以根據次設備號的高低4位區分設備的工作類型。舉個例子以hda0-hda4和hdb0-hdb4的關系,hda代表第一塊硬盤,hdb代表第二塊硬盤,由於大家都是硬盤因此此用同一驅動程序,所以had和hdb的主設備號一致。Hda後面的序號分別代表了該硬盤上的分區信息,為了有效的區分這些分區,次設備的設定做了分類,該字節的高四位代表不同的硬盤的,而低4位代表分區索引。
了解了設備的描述,我們再看看軟件的環境。開發linux下驅動程序與你所使用的發行版本無關,不管你用redhat或mandrake等,都無所謂。真正影響你的是你當前所用的內核的版本。如果你打算在目標板上用2.4.x的內核,而你的主機上的linux用的卻是2.6.x的系統,你的開發將是件麻煩的事。問題出在什麼地方,你慢慢往下看就明白了。因此我們建議主機和目標系統采用同樣的內核版本。
開發驅動過程中,由於采用的是內核引用,在程序編譯時是不需要鏈接到庫文件的。因此lib路徑對我們就沒什麼用了。但是由於需要引用內核提供的各種數據結構和接口,必須設置好相應版本的include路徑,通常在/usr/include。在/usr/include下有好多頭文件,真正我們需要的只有/usr/include/linux目錄和/usr/include/asm目錄。
驅動程序設計中有兩個函數和三個數據結構最重要。Init_module和cleanup_module這兩個函數。File_operations,inode,file這三個數據結構,在linux/fs.h中定義。至於其他的象內存操作,i/o操作,定時器,中斷,DMA等待都是提升部分了。