初识linux设备驱动开发

设备驱动的理解：

驱使硬件设备行动，驱动在底层硬件和应用软件之间起着一个承上启下的作用。应用软件只需要调用系统的API就可以让硬件做相应的工作，而不需要去管硬件是什么样子的。无操作系统的时候，驱动工程师可以根据硬件设备的特点去自定义API，应用工程师直接调用这些API即可；有操作系统的情况下，需要按照相应的架构来设计驱动（架构？？需要研究！！）无操作系统：功能比较单一、控制并不复杂的系统，比如公交卡、电冰箱什么的有操作系统下驱动的作用：1. 驱动进行的硬件操作依然还是需要的2. 驱动加载进内核中，对应用软件而言需要提供操作系统的API来操作设备；对操作系统而言需要提供操作驱动的API。这样的话，可以发现其实调用操作系统的API其实是调用驱动的API，进而对底层硬件进行了操作3. 总的来说，当驱动都按照操作系统的要求来设计驱动的借口的时候，那么应用程序就可以调用统一的操作系统的API来访问各种设备，对于驱动而言很麻烦，但是对于应用程序而言很是便利

linux设备的分类和特点：

字符串设备：以串行顺序依次进行访问的设备，如触摸屏、磁带驱动器、鼠标等块设备：按任意顺序访问，以块为单位进行操作，如硬盘、eMMC等如上节所说，虽然这两种设备的驱动设计有很大的出入，但是操作系统提供的API是一样的：open()、close()、read()、write()等等除网络设备之外，字符设备和块设备都被映射到Linux文件系统的文件和目录。对于块设备，Linux有两种访问方式。一种是类似dd命令对应的原始块设备，比如“dev/sdb1”等；另外一种方法是在块设备上建立FAT、EXT4等文件系统，然后以文件路径如“/home/hello.txt”的形式来访问。应用软件可以通过系统调用接口来编程也可以用c库函数来编程，出于代码的可移植性，后者值得推荐。其实后者也是调用操作系统的接口来实现的。

驱动界的Hello World

从hello world到Makefile

首先是hello world的代码#include <linux/init.h>#include <linux/module.h>MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");static int hello_init(void){    printk(KERN_ALERT "hello, world\n");    return 0;}static void hello_exit(void){    printk(KERN_ALERT "GoodBye, cruel world!\n");}moudule_init(hello_init);//加载(insmod)模块的时候调用hello_intmoudule_exit(hello_exit);//卸载(rmmod)模块的时候调用hello_exit内核运行的时候不能依赖于c库，所以得用自己的打印函数printk。当驱动加载到内核中的时候，可以访问内核的公用符号（包括函数和变量），所以驱动可以使用printk函数。Makefile可以随便找本书抄下，但是我觉得其实不是很懂这个Makefile如何写的，所以还是需要进一步的研究。这样编译完成之后，可以得到一个ko文件，insmod或者rmmod都是可以的。

LED驱动

无操作系统下的LED驱动：

LED灯是由GPIO口来控制，GPIO一般由两组寄存器控制，一组控制寄存器，一组数据寄存器。控制寄存器控制GPIO的方向：输入输出，数据寄存器控制或者显示GPIO口的电平高低。在编写这种驱动的时候，只需要将LED开启关闭的函数接口交给应用程序，这样就可以由应用程序去调用来实现自己的功能。

有操作系统下的LED驱动

Linux内核为字符设备定义了大量的数据结构和函数，在编写驱动的时候需要用这些东西来实现驱动与内核的接口。这就是为啥在有操作系统的情况下驱动会变得复杂。