linux驱动程序设计学习笔记

Linux驱动程序设计是嵌入式系统和服务器领域中不可或缺的一部分，它涉及到操作系统与硬件设备之间的交互，使得硬件功能能够被操作系统和用户空间程序所使用。本笔记基于《Linux设备驱动程序》第三版，该书是Linux驱动开发的经典之作，为我们提供了深入理解Linux内核驱动模型的宝贵资源。 一、Linux驱动程序基础 Linux驱动程序是内核中的软件模块，它们为硬件设备提供了一个抽象层，使得上层应用可以通过标准的系统调用来操作设备。驱动程序主要包含设备探测、初始化、数据传输和设备控制等功能。学习Linux驱动首先要了解内核模块的加载、卸载机制以及驱动程序的基本结构，包括初始化函数、退出函数和设备操作结构体。 二、字符设备驱动 字符设备驱动处理的是单个字节流的数据传输，适用于打印机、串口等设备。学习字符设备驱动，我们需要掌握创建设备节点、注册/注销设备、实现read/write系统调用的方法，以及中断处理和异步通知机制。 三、块设备驱动 块设备驱动则服务于磁盘、闪存等存储设备，它们处理的是块数据，通常以页或扇区为单位进行读写。理解块设备驱动，需要了解请求队列、调度算法、缓冲管理和I/O调度。 四、网络设备驱动 网络设备驱动连接了硬件网卡和网络协议栈，涉及接收和发送网络包。重点学习如何处理中断、填充SKB（Socket Buffer）和执行硬中断处理。 五、输入设备驱动 输入设备如键盘、鼠标，其驱动负责将物理事件转化为内核可理解的事件结构。理解和编写输入设备驱动，需要掌握EVDEV框架，熟悉event事件和keycode映射。 六、总线和设备模型 在Linux内核中，总线是连接设备的逻辑结构，如PCI、USB、I2C等。设备模型用于描述设备和总线的关系，理解总线和设备模型有助于我们更好地组织和管理驱动程序。 七、中断处理和DMA 中断是设备向CPU发送信号的方式，中断处理程序负责响应。直接内存访问（DMA）允许设备直接与内存交换数据，减轻CPU负担。学习中断和DMA机制对于优化驱动性能至关重要。 八、设备文件系统（sysfs和devfs） sysfs是一个虚拟文件系统，用于在用户空间和内核之间传递设备信息；devfs（已废弃）和udev则是动态管理设备节点的工具。理解这些文件系统对于调试和管理设备非常有帮助。 九、设备树 在嵌入式系统中，设备树用于描述硬件配置，简化了不同硬件平台上的驱动移植。理解设备树和DTBO（Device Tree Overlay）可以提高驱动的可移植性。 十、编程实践 理论知识与实践相结合才能真正掌握Linux驱动开发。通过阅读和分析书中给出的实例，以及实际动手编写驱动，可以加深对概念的理解并提升解决问题的能力。 以上就是《Linux设备驱动程序》第三版学习笔记的主要内容，涵盖了Linux驱动开发的各个方面。通过深入学习和实践，你可以掌握构建高效、可靠的Linux驱动程序的技巧，为你的Linux开发事业奠定坚实的基础。