LINUX 终端设备驱动？

在Linux系统中，终端是一种字符型设备，它有多种类型，通常使用tty (Teletype）来简称各种类型的终端设备。对于嵌入式系统而言，最普遍采用的是UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)串行端口，日常生活中简称串口。

Linux内核中tty的层次结构它包含tty核心tty_10.c、tty或路规在n_tty.C(头现N_11Y线路规程）和tty驱动实例xxx_tty.c，tty线路规程的工作是以特殊的方式格式化从一个用户或者硬件收到的数据，这种格式化常常采用一个协议转换的形式tty _io.c本身是一个标准的字符设备驱动，它对上有字符改备的职贡，买现tle_operatIonS双贝图效。但是tty核心层对下又定义了tty_driver的架构，这样tty设备驱动的主体工作就变成了琪允tty_driVeT依构体中的成员，实现其中的tty_operations的成员函数，而不再是去实现file_operations这一级的工作。tty设备发送数据的流程为:tty核心从一个用户获取将要发送给一个tty设备的数据，tty核心将数据传递给tty线路规程驱动，接着数据被传递到tty驱动，tty驱动将数据转换为可以发送给硬件的格式。接收数据的流程为:从tty硬件接收到的数据向上交给tty驱动，接着进入tty线路规程驱动，再进入tty核心，在这里它被一个用户获取。尽管一个特定的底层UART设备驱动完全可以遵循上述tty_driver的方法来设计，即定义tty_driver并实现tty_operations中的成员函数，但是鉴于串口之间的共性，Linux考虑在文件drivers'ttyliserial'serial_core.c中实现了UART设备的通用tty驱动层（我们可以称其为串口核心层)。这样，UART驱动的主要任务就进一步演变成了实现serial-core.c中定义的一组uart_xxx接口而不是tty_xxx接口。因此，按照面向对象的思想，可以认为tty_driver是字符设备的泛化、serial-core是tty_driver的泛化，而具体的串口驱动又是serial-core的泛化。

姓名：王芷若    学号：19020100180

学院：电子工程学院

【嵌牛导读】：本篇文章整理Linux知识点—Linux字符型设备驱动初步。

【嵌牛鼻子】：Linux设备类型，结构体，驱动模块

【嵌牛提问】：Linux设备有什么类型？关键函数有哪些？

【嵌牛内容】–linux字符型设备驱动初步

一、Linux字符设备驱动初步

1、Linux设备类型

（1）字符设备：只能一个字节一个字节的读写的设备，不能随机读取设备内存中的某一数据，读取数据需要按照先后顺序进行。字符设备是面向流的设备，常见的字符设备如鼠标、键盘、串口、控制台、LED等。

（2）块设备：是指可以从设备的任意位置读取一定长度的数据设备。块设备如硬盘、磁盘、U盘和SD卡等存储设备。

（3）网络设备：网络设备比较特殊，不在是对文件进行 *** 作，而是由专门的网络接口来实现。应用程序不能直接访问网络设备驱动程序。在/dev目录下也没有文件来表示网络设备。

2、开发流程

在这里插入图片描述

3、关键函数讲解（以2.6以下版本内核为例）

（1）驱动模块注册register_chrdev（）函数

原型：register_chrdev(unsigned int major, const char *name,const struct file_operations *fops)；

major:主设备号，该值为 0 时，自动运行分配。而实际值不是 0 ；

name:设备名称；

fops: *** 作函数，实现驱动定义的open、read、write、close等内核函数与应用程序调用的open、read、write、close间的映射；

返回值：

major 值为 0 ，正常注册后，返回分配的主设备号。如果分配失败，返回 EBUSY 的负值 ( -EBUSY ) 。major 值若大于 linux/major.h (2.4内核)中声明的最大值 (#define MAX_CHRDEV 255) ，则返回EINVAL 的负值 (-EINVAL) 。指定 major 值后，若有注册的设备，返回 EBUSY 的负值 (-EBUSY)。若正常注册，则返回 0 值

（2）驱动注销unregister_chrdev（）函数

原型：

#include <linux.fs.h>

int unregister_chrdev (unsigned int major, const char *name)

变量：

major 主设备号

name 设备文件

返回值：

major 值若大于 linux/major.h (2.4 内核)中声明的最大值 (#define MAX_CHRDEV 255)，返回 EINVAL的负值 (-EINVAL)。指定了 major的值后，若将要注销的 major 值并不是注册的设备驱动程序，返回 EINVAL的负值 ( -EINVAL )。正常注销则返回 0值。

（3）File_operation结构体

file_operations结构是建立驱动程序和设备编号的连接，内部是一组函数指针，每个打开的文件，也就是file结构，和一组函数关联，这些 *** 作主要用来实现系统调用的

struct file_operations {

struct module *owner//拥有该结构的模块的指针，一般为THIS_MODULES

loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int)//用来修改文件当前的读写位置

ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *)//从设备中同步读取数据

ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *)//向设备发送数据

ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t)//初始化一个异步的读取 *** 作

ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t)//初始化一个异步的写入 *** 作

int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t)//仅用于读取目录，对于设备文件，该字段为NULL

unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *)//轮询函数，判断目前是否可以进行非阻塞的读写或写入

int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long)//执行设备I/O控制命令

long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long)//不使用BLK文件系统，将使用此种函数指针代替ioctl

long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long)//在64位系统上，32位的ioctl调用将使用此函数指针代替

int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *)//用于请求将设备内存映射到进程地址空间

int (*open) (struct inode *, struct file *)//打开

int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id)

int (*release) (struct inode *, struct file *)//关闭

int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync)//刷新待处理的数据

int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync)//异步刷新待处理的数据

int (*fasync) (int, struct file *, int)//通知设备FASYNC标志发生变化

int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *)

ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int)

unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long)

int (*check_flags)(int)

int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *)

ssize_t (*splice_write)(struct pipe_inode_info *, struct file *, loff_t *, size_t, unsigned int)

ssize_t (*splice_read)(struct file *, loff_t *, struct pipe_inode_info *, size_t, unsigned int)

int (*setlease)(struct file *, long, struct file_lock **)

}

《Linux设备驱动开发详解4.0》百度网盘pdf最新全集下载:

链接: https://pan.baidu.com/s/1wxaYK87l11FDur15aS6FTQ

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简介：Linux设备驱动开发详解介绍了Linux设备驱动开发理论、框架与实例，详细说明了自旋锁、信号量、完成量、中断顶/底半部、定时器、内存和I/O映射以及异步通知、阻塞I/O、非阻塞I/O等Linux设备驱动理论,以及字符设备、块设备、tty设备、I2c设备、LCD设备、音频设备、USB设备、网络设备、PCI设备等Linux设备驱动架构中各个复杂数据结构和函数的关系，并讲解了Linux驱动开发的大量实例，使读者能够独立开发各类Linux设备驱动。  

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