Linux驱动程序与应用程序函数的联系

Linux下我们在使用设备的时候,都会用到write这个函数,通过这个函数我们可以象使用文件那样向设备传送数据。可是为什么用户使用write函数就可以把数据写到设备里面去,这个过程到底是怎么实现的呢?

这个奥秘就在于设备驱动程序的write实现中,这里我结合一些源代码来解释如何使得一个简简单单的write函数能够完成向设备里面写数据的复杂过程。

这里的源代码主要来自两个地方。第一是oreilly出版的《Linux device driver》中的实例,第二是Linux Kernel 2.2.14核心源代码。我只列出了其中相关部分的内容,如果读者有兴趣,,也可以查阅其它源代码。不过我不是在讲解如何编写设备驱动程序,所以不会对每一个细节都进行说明,再说有些地方我觉得自己还没有吃透。

由于《Linux device driver》一书中的例子对于我们还是复杂了一些,我将其中的一个例程简化了一下。这个驱动程序支持这样一个设备:核心空间中的一个长度为10的数组kbuf[10]。我们可以通过用户程序open它,read它,write它,close它。这个设备的名字我称为short_t。

现在言归正传。

对于一个设备,它可以在/dev下面存在一个对应的逻辑设备节点,这个节点以文件的形式存在,但它不是普通意义上的文件,它是设备文件,更确切的说,它是设备节点。这个节点是通过mknod命令建立的,其中指定了主设备号和次设备号。主设备号表明了某一类设备,一般对应着确定的驱动程序;次设备号一般是区分是标明不同属性,例如不同的使用方法,不同的位置,不同的操作。这个设备号是从/proc/devices文件中获得的,所以一般是先有驱动程序在内核中,才有设备节点在目录中。这个设备号(特指主设备号)的主要作用,就是声明设备所使用的驱动程序。驱动程序和设备号是一一对应的,当你打开一个设备文件时,操作系统就已经知道这个设备所对应的驱动程序是哪一个了。这个”知道”的过程后面就讲。

我们再说说驱动程序的基本结构吧。这里我只介绍动态模块型驱动程序(就是我们使用insmod加载到核心中并使用rmmod卸载的那种),因为我只熟悉这种结构。

模块化的驱动程序由两个函数是固定的:int init_module(void) ;void

cleanup_module(void)。前者在insmod的时候执行,后者在rmmod的时候执行。

init_nodule在执行的时候,进行一些驱动程序初始化的工作,其中最主要的工作有三件:注册设备;申请I/O端口地址范围;申请中断IRQ。这里和我们想知道的事情相关的只有注册设备。

不会因为别人显赫的成功而促使自己有卓越的进步。

Linux驱动程序与应用程序函数的联系

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