前言 这一部分主要是用来介绍 Linux 设备驱动程序的一些基本概念，包括：Linux 设备驱动程序的作用、内核功能的划分、设备和模块的分类以及版本编号。...一、Linux 设备驱动程序的作用 设备驱动程序就像一个个的“黑盒子”，使某个特定硬件响应一个定义良好的内部编程接口，这些操作完全隐藏了设备的工作细节。...文件系统 Unix 在很大程度上基于文件系统的概念；几乎 Unix 中的任何东西都可看作一个文件。内核在非结构化的硬件之上建立了一个结构化的文件系统，结果是文件的抽象非常多地在整个系统中应用。...三、设备和模块的分类 以 Linux 的方式看待设备可区分为 3 种基本设备类型，每个模块常常实现 3 种类型中的 1 种，因此可分类成字符模块，块模块，或者一个网络模块。...Linux，相反，允许应用程序读写一个块设备象一个字符设备一样 – 它允许一次传送任意数目的字节。结果就是，块和字符设备的区别仅仅在内核在内部管理数据的方式上，并且因此在内核/驱动的软件接口上不同。
Linux设备驱动概述 操作系统内核是通过各种驱动程序来驾驭硬件设备，它为用户屏蔽了各种各样的设备。 设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口。...linux如何管理文件 Linux把设备纳入文件系统的范畴来管理。 每个设备在Linux系统上看起来都像一个文件，它们存放在/dev目录中，称为"设备节点"。...Linux下设备的属性 设备的类型：字符设备、块设备、网络设备； 主设备号：标识设备对应的驱动程序。...一些重要的数据结构 大部分驱动程序涉及三个重要的内核数据结构： 文件操作file_operations结构体 - 结构体file_operations在头文件 linux/fs.h中定义，用来存储驱动内核模块提供的对设备进行各种操作的函数的指针...为0代表自动分配设备号undefinedname 是驱动的名字(将出现在 /proc/devices),undefinedfops 是设备驱动的file_operations 结构。
一个开发板 上一节的最后我们讲到设备树的三大作用，其最后一个作用也是最重要的作用：设备信息集合。这一节结合设备信息集合的详细讲解来认识一下设备和驱动是如何绑定的。...我们看到一个开发板有很多的设备，这些设备是如何一层一层展开的呢？设备和驱动又是如何绑定的呢？我们带着这些疑问进入本节的主题。...各级设备的展开 内核启动的时候是一层一层展开地去寻找设备，设备树之所以叫设备树也是因为设备在内核中的结构就像树一样，从根部一层一层的向外展开，为了更形象的理解来看一张图： ?...第一节中讲了总线、设备和驱动模型的原理，即任何驱动都是通过对应的总线和设备发生联系的，故虽然 soc 内部没有具体的总线，但是内核通过 platform 这条虚拟总线，把控制器一个一个找到，一样遵循了内核高内聚...这样就完成了 spi 设备的注册。 各级设备的展开 学到这里相信应该了解设备的硬件信息是从设备树里获取的，如寄存器地址、中断号、时钟等等。
在Linux设备驱动之字符设备（一）中学习了设备号的构成，设备号的申请与释放。在Linux设备驱动之字符设备(二)中学习了如何创建一个字符设备，初始化，已经注册到系统中和最后释放该字符设备。...本节将结合前两节学到的知道，编写一个简单的字符设备驱动。最后总结一下字符设备驱动的模型。...字符设备驱动程序源码 #include linux/module.h> #include linux/kernel.h> #include linux/fs.h> #include linux/...# cat /proc/devices Character devices: .... 189 usb_device 237 char_dev 238 audio_dsp_mem 可以看到系统给分配的主设备号为...字符设备驱动模型
通过上一节Linux设备驱动字符设备（一）了解了Linux设备驱动的分类，设备号的构成，设备号的申请以及设备号的释放。 在Linux内核中使用struct cdev结构来代码字符设备。...struct kobject kobj 内核的内嵌对象，是Linux设备驱动模型的重要成员。...struct module *owner 字符设备驱动程序所在的内核模块指针 struct file_operations *ops 字符设备驱动程序文件操作函数集，是应用程序通过文件系统访问驱动的桥梁...该部分在后面Linux字符设备框架一节会详细分析，目前只要明白主要流程即可。 字符设备的注销 当驱动程序需要从系统卸载的时候，就需要使用cdev_del释放字符设备占用的内存。...目前为止，已经了解了设备号，设备号的构成，字符设备分配，字符设备的初始化，字符设备的注册以及字符设备的注销。将在下一节通过一个简单的字符设备驱动程序来再次熟悉整个流程，然后总结字符设备驱动的编写模型。
Linux中设备驱动的分类 从上图可以看到Linux系统将各异的设备分为三大类：字符设备，块设备和网络设备。内核针对每一类设备都提供了对应驱动模型架构，包括基本的内核设施和文件系统接口。...主设备号用来标识对于的设备驱动程序，而次设备号则由驱动程序使用，用来标识它所管理的若干同类设备。 设备号的表示 在linux系统中，设备号用dev_t表示。这是个32位的无符号整数。...随着Linux系统的演变，上述的主次设备号的分发可能在将来会发生变化，所以设备驱动程序开发者应该避免直接使用主次设备号所占的位宽来获得对于的主设备号或次设备号。...，第一个参数form表示一个设备号，第二个参数count表示次设备的个数，也就是当前驱动程序所管理的同类设备的个数，第三个参数name表示设备或者驱动的名称。...设备号释放 在驱动程序不使用的时候需要释放设备号，因为设备号也是系统的资源，不用的使用需要及时释放资源。已供其他设备使用。
Linux内核版本: 3.5 一、块设备介绍 块是一种具有一定结构的随机存取设备，对这种设备的读写是按块进行的，他使用缓冲区来存放暂时的数据，待条件成熟后，从缓存一次性写入设备或者从设备一次性读到缓冲区...块设备是与字符设备并列的概念， 这两类设备在 Linux 中驱动的结构有较大差异，总体而言， 块设备驱动比字符设备驱动要复杂得多，在 I/O 操作上表现出极大的不同，缓冲、 I/O 调度、请求队列等都是与块设备驱动相关的概念...在Linux中，驱动对块设备的输入或输出(I/O)操作，都会向块设备发出一个请求，在驱动中用request结构体描述。...但对于一些磁盘设备而言请求的速度很慢，这时候内核就提供一种队列的机制把这些I/O请求添加到队列中（即：请求队列），在驱动中用request_queue结构体描述。...Linux提供了一个gendisk数据结构体，用来表示一个独立的磁盘设备或分区，用于对底层物理磁盘进行访问。
前言 在linux设备驱动模型中，总线可以看作是linux设备模型的核心，系统中的其他设备以及驱动都是以总线为核心围绕。不过驱动程序员在系统中创建一条总线的机会并不多。...为此linux设备驱动模型都将围绕"总线--设备--驱动"来展开，因为符合linux设备驱动模型的设备与驱动都是必须挂载在一个总线上的，无论是实际存在的或者虚拟的。...数据结构 在详细说明bus开始的时候，先需要说明其数据结构，因为一个好的数据结构，就可以很大程度上了解其功能，内核中使用bus_type代表一个总线。....match: 当一个设备或者驱动添加到此总线上的时候，bus就会调用match对设备和驱动一一匹配的。...p: 一个用来管理总线上设备与驱动的数据结构。
数据结构 内核使用kobj_type定义一个ktype结构 struct kobj_type { void (*release)(struct kobject *kobj); const struct...#include linux/module.h> #include linux/kernel.h> #include linux/kobject.h> #include linux/sysfs.h...在seq_open中会设置序列文件的ops为kernfs_seq_ops结构，当再次read文件的时候，会调用到kernfs_seq_ops中的show函数。...kobj->ktype->sysfs_ops : NULL; } 通过判断kobj的ktype时候存在，如果存在返回sysfs_ops结构。最终调用到show函数中。...，在驱动的exit函数中调用kobject_put函数。
而目前456_test目录下是不存在任何文件的，那是因为我们没有添加该obj的属性，此测试case将在下解完善。 Kobject是linux设备驱动模型的基础，也是设备模型中抽象的一部分。...如果想了解设备驱动模型就需要明白Kobject的构成或原理。linux内核为了兼容各种形形色色的设备，就需要对各种设备的共性进行抽象，抽象出一个基类，其余的设备只需要继承此基类就可以了。...而此基类就是kobject，但是C语言没有面向对象语法，这时候就需要将此基类(Kobject)嵌入到具体的结构体中，从而就可以访问控制此设备的操作。...通常驱动程序员很少使用到kobject结构及其相关接口，而是使用封装之后的更高层的接口函数。 Kobject结构体 内核使用kobject来表示内核一个对象。...kobject数据结构通常的用法就是嵌入到某一个对象的数据结构中，比如struct device结构 struct device { struct device *parent; struct
前言 linux将所有的驱动抽象为struct device_driver结构。这样设计可以方便驱动程序更好编写，在编写驱动的时候只需要将此结构嵌入到具体的驱动中即可。...bus： 设备驱动所属的总线 owner: 设备驱动的owner，通常为THIS_MODULE suppress_bind_attrs: 通过sysfs操作设备驱动的bind/unbind,...probe,remove: 当设备匹配/移除的时候，会调用设备驱动的probe/remove函数。 shutdown，suspend, resume: 代表设备驱动在调用管理的时候的回调函数。...groups: 设备驱动的属性。 p: 设备驱动的私有数据结构，通常可以将驱动的信息放入此结构中。...和设备一样，内核也为设备驱动定义了一些驱动的宏属性，方便定义驱动属性。
Linux内核对网络驱动程序使用统一的接口，并且对于网络设备采用面向对象的思想设计。 Linux内核采用分层结构处理网络数据包。...一、内核网络结构 在Linux内核中，对网络部分按照网络协议层、网络设备层、设备驱动功能层和网络媒介层的分层体系设计。 网络驱动功能层主要通过网络驱动程序实现。 ...在Linux内核，所有的网络设备都被抽象为一个接口处理，该接口提供了所有的网络操作。 net_device结构表示网络设备在内核中的情况，也就是网络设备接口。...三、net_device结构 Linux内核中网络设备最重要的数据结构就是net_device结构了，它是网络驱动程序最重要的部分。 ...net_device结构保存在include/linux/netdevices.h头文件，理解该结构对理解网络设备驱动有很大帮助。
Linux系统一次读取磁盘的大小是一个块，而不是一个扇区，块设备驱动由此得名。 二、块设备处理过程 1、linux 内核中，块设备将数据存储与固定的大小的块中，每个块都有自己的固定地址。...linux 块设备驱动架构图> ?...（Linux系统中，对块设备的IO请求，都会向块设备驱动发出一个请求，在驱动中用request结构体描述） 内核结构如下：. struct request { struct list_head queuelist...1、块设备驱动加载过程 （1）使用alloc_disk()函数分配通用磁盘gendisk的结构体。 ...（也可以不用注册设备，驱动一样可以工作，该函数和字符设备的register_chrdev()函数相对应，对于大多数的块设备，第一个工作就是相内核注册自己，但是在Linux2.6以后，register_blkdev
前言 当多个kobject属于同一类的时候，为了方便管理，就引入了Kset。Kset可以认为是一组kobject的集合，是kobject的容器。 比如/sys/bus下就属于同一类kobject。...coresight cpu event_source hid i2c iio mdio_bus mmc platform scsi sdio serio spi usb virtio workqueue 数据结构...linux内核使用struct kset结构体代表一个kset结构 struct kset { struct list_head list; spinlock_t list_lock; struct...uevent_ops: kset的uevent操作函数集合。当其中的kobject对象的状态发生变化需要通知用户空间的时候，就需要调用uevent_ops中的函数。...那module下的这些节点是什么时候创建的？ 带着此问题继续看代码。
图1-1 声音的录音和播放过程 数据结构 在ALSA架构下，pcm也被称为设备，所谓的逻辑设备。在linux系统中使用snd_pcm结构表示一个pcm设备。....card_ptr: 所属的card。 此结构体是用来保存当前设备的上下文信息，该card下所有逻辑设备都存在此结构。...首先上来就分配一个snd_minor结构体。 2. 根据传递进来的参数，各种参数。对于pcm设备来说，当前的private_data就是pcm。此处需要重点介绍file_operations结构。...用次设备号为下标，将当前申请的snd_minor放入到全局的snd_minors结构体数组中。...应用到驱动的过程 当应用程序在通过open系统调用打开/dev/pcmC0D0c的过程 1.
前言 当一个设备动态的加入到系统时候（比如常见的将U盘插入到PC机器上）， 设备驱动程序就需要动态的检测到有设备插入了系统，就需要将此事件通知到用户层，然后用户层对这一事件做响应的处理，比如加载USB驱动...Linux系统对uevent机制的具体实现是建立在设备模型的基础上的，通过kobject_uevent函数实现。 在前面的kset小节中提到了注册一个kset的接口，可以在这里习复下。...而kobject和kset的主要区别就是，将一个kset注册到系统的时候，就需要将此事件通过kobject_uevent发送到用户空间，而kobject如果是单独的，没有依赖kset，则无法通过uevent...数据结构 struct kset_uevent_ops { int (* const filter)(struct kset *kset, struct kobject *kobj); const...如果是嵌入式设备，会在etc目录下看到这样的配置： echo /sbin/mdev >/proc/sys/kernel/hotplug /sbin/mdev -s 也就是说uevent_helper最终调用到
Linux 内核源码：include\linux\usb.h Linux 内核源码：drivers\hid\usbhid\usbmouse.c 1....BUS/DEV/DRV 模型 "USB 接口"是逻辑上的 USB 设备，编写的 usb_driver 驱动程序，支持的是"USB 接口"： USB 控制器或 Hub 识别出 USB 设备后，会创建、...接口函数 在 USB 设备驱动程序中，能使用的 USB 函数都在这个头文件里：include\linux\usb.h。...2.1 pipe 使用这些接口函数的主要目的是传输数据，传输数据的对象是 USB 设备里的某个 endpoint，这被称为 pipe： /* Create various pipes... */ #define...：这是一个同步函数，它会等待 URB 结束 usb_unlink_urb：这是一个异步函数，它不会等待 URB 结束，USB 控制器驱动会调用它的回调函数 void usb_kill_urb(struct
前言 Linux将所有的设备统一抽象为struct device结构， 同时将所有的驱动统一抽象为struct device_driver结构。...这样设计之后就方便驱动开发工程师编写驱动，只需要将具体的设备包含struct device结构，具体的驱动包含struct device_driver结构。...本小节先分析device结构，以及相关API，以及如何注册到系统中，以及提供给上层的sys接口。 数据结构 Linux将所有的设备统一抽象为struct device结构。...put_device(parent); } 设备属性 linux中使用device_attribute结构体表示一个设备的属性 struct device_attribute { struct attribute...，最终会调用到设备的show和store函数中，具体的流程分析可见Linux设备驱动模型-Ktype static ssize_t dev_attr_show(struct kobject *kobj
没错，Linux 内核里就是运用了这种设计思想去对设备和驱动进行适配隔离的，只不过在内核里我们不叫做适配层，而取名为总线，意为通过这个总线去把驱动和对应的设备绑定一起，如图： ?...基于这种设计思想，Linux 把设备驱动分为了总线、设备和驱动三个实体，这三个实体在内核里的职责分别如下： ?...设备驱动模型的改善 相信通过上面的学习，相信对于设备、驱动通过总线来匹配的模型已经有所了解。如果写代码的话应该是下面结构图所示： ?...最底层是不同板子的板级文件代码，中间层是内核的总线，最上层是对应的驱动，现在描述板级的代码已经和驱动解耦了，这也是 Linux 设备驱动模型最早的实现机制，但随着时代的发展，就像是人类的贪婪促进了社会的进步一样...完美的 Linux 怎么会允许这样的事情存在，于是乎，设备树（DTS）就登向了历史舞台，下一篇内容将探讨设备树的实现原理和用法。 【部分内容整理于宋宝华老师课程】
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