第一章linux設備驅動簡介(編輯修改稿)
2025-03-22 04:49 本頁面
【文章內容簡介】 中斷未被屏蔽、當前指令執(zhí)行完等。 CPU響應中斷以后，就會中止當前的程序，轉去執(zhí)行一個中斷服務子程序，以完成為相應設備的服務。 系統(tǒng)引入中斷機制后， CPU與外設處于“并行”工作狀態(tài)，便于實現(xiàn)信息的實時處理和系統(tǒng)的故障處理。 3．直接訪問內存（ DMA）方式 利用中斷，系統(tǒng)和設備之間可以通過設備驅動程序傳送數(shù)據(jù)，但是，當傳送的數(shù)據(jù)量很大時，因為中斷處理上的延遲，利用中斷方式的效率會大大降低。而直接內存訪問（ DMA）可以解決這一問題。 DMA可允許設備和系統(tǒng)內存間在沒有處理器參與的情況下傳輸大量數(shù)據(jù)。設備驅動程序在利用 DMA之前，需要選擇 DMA通道并定義相關寄存器，以及數(shù)據(jù)的傳輸方向，即讀取或寫入，然后將設備設定為利用該 DMA通道傳輸數(shù)據(jù)。設備完成設置之后，可以立即利用該DMA通道在設備和系統(tǒng)的內存之間傳輸數(shù)據(jù)，傳輸完畢后產(chǎn)生中斷以便通知驅動程序進行后續(xù)處理。在利用 DMA進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r，處理器仍然可以繼續(xù)執(zhí)行指令。 什么是設備驅動程序 (DD)？ ? 在 Linux內核中扮演特殊角色，使某個特定硬件響應一個定義良好的內部編程接口，該接口完全 隱藏 設備的工作細節(jié) ? DD的任務是將用戶的標準化調用作用于實際硬件的設備特有操作上 ? 為什么要編寫設備驅動程序？ Linux的設備驅動程序 ? 硬件設備與應用程序之間的一個中間軟件層 ? 它使得某個特定硬件能夠響應一個定義良好的內部編程接口，同時完全隱蔽了設備的工作細節(jié) ? 用戶通過一組與具體設備無關的標準化的調用來完成相應的操作 ? 驅動程序的任務就是把這些標準化的系統(tǒng)調用映射到具體設備對于實際硬件的特定操作上 ? 驅動程序是內核的一部分，可以使用中斷、 DMA等操作 ? 驅動程序在用戶態(tài)和內核態(tài)之間傳遞數(shù)據(jù) 設備驅動程序的作用 ? 機制：需要提供什么功能 ? 策略：如何使用這些功能 ? 分層的思想 ? 由于不同的環(huán)境需要不同的方式來使用硬件，因此應盡可能做到讓驅動程序不帶策略 ? 驅動程序應當處理如何使硬件可用的問題 ,而將如何使用硬件留給上層應用程序 設備驅動程序主要功能 ? 設備驅動程序主要完成如下功能： – 檢測設備和初始化設備 – 使設備投入運行和退出服務 – 從設備接收數(shù)據(jù)并提交給內核 – 從內核接收數(shù)據(jù)送到設備 – 檢測和處理設備錯誤 ? 另一角度： ? 驅動程序可看作應用程序與實際設備之間的軟件層 ? 即使對于相同的設備不同驅動程序可能提供不同功能，需要在許多因素間作出平衡 ? 三方面因素： ? 提供給用戶盡可能多的選項 ? 編寫驅動程序占用的時間 ? 盡量保持程序簡單 嵌入式 Linux驅動程序介紹 ? 嵌入式 Linux驅動已經(jīng)支持的設備門類齊全，已成為 linux相對其他嵌入式操作系統(tǒng)的一大優(yōu)勢 ? 工業(yè)控制常用的串口，并口 ? 人機輸入設備鼠標、鍵盤，觸摸屏 ? 彩色、黑白液晶顯示輸出 ? 網(wǎng)絡的完善支持，包括 tcp/ip， udp， firewall， ? WLAN， ip forwarding， ipsec， vpn ? Usb的全面支持，包括 usb硬盤、 u盤， usb攝像頭 ? 支持豐富的文件系統(tǒng)，包括 fat32， ntfs 嵌入式驅動程序的作用 嵌入式驅動程序的作用 ? 驅動程序提供軟件訪問硬件的機制 ? 應用軟件通過驅動程序安全高效的訪問硬件 ? 驅動程序文件節(jié)點可以
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