导言
Linux是一个遵从POSIX规范的免费操作体系。具有BSD和SYSV的扩展特性。与其他操作体系比较，嵌入式Linux体系以其可应用于多种硬件渠道、内核高效安稳、源码敞开、软件丰厚、网络通信和文件办理机制完善等优秀特性而正被作为研讨热门，越来越多的研讨人员选用Linux渠道来开发自己的产品。Linux设备驱动程序在Linux内核源代码中占有很大份额，从2.0、2.2到 2.4版别的内核，源代码的长度日益添加，其实首要是设备驱动程序在添加。
设备驱动程序的编写
设备驱动程序是linux内核的一部分，是操作体系内核和机器硬件之间的接口，它由一组函数和一些私有数据组成，是衔接应用程序与详细硬件的桥梁。Linux的一个根本特点是它对硬件设备的办理抽象化，体系中的每一个设备都用一个特别的文件来表明。一切的硬件设备都像一般的文件相同看待，运用与操作体系相同的规范体系来进行翻开、读写和封闭。
在Linux 操作体系下有3类首要的设备文件类型：块设备、字符设备、网络设备。字符设备是指存取时没有缓存的设备。可像文件相同拜访字符设备，字符设备驱动程序担任完成这些行为。体系的控制台和并口便是字符设备的比方，它们能够很好地用“流”来描绘。块设备是文件体系的宿主，如磁盘。 Linux答应像字符设备那样读取块设备——答应一次传输恣意数目的字节。成果是，字符设备和块设备读取数方法共同。而网络设备不同于字符设备和块设备， 它面向的上一层不是文件体系而是网络协议层，是经过BSD套接口拜访数据。与设备相对应的是三类设备驱动程序，字符设备驱动程序、块设备驱动程序、网络设备驱动程序。
字符设备驱动程序、块设备驱动程序与网络设备驱动程序的结构体是不同的。
在linux 源代码linux/ include / linux/ fs. h中界说了字符设备和块设备驱动程序中有必要运用的file_operations结构，每个设备驱动都完成这个接口所界说的部分或悉数函数。跟着内核的不断晋级， file_operaTIons结构也越来越大，不同的版别的内核会稍有不同。file_operaTIons界说如下：
struct file_operaTIons{
int（ * lseek） （ struct inode * ， struct file * ， off_t ， int） ; int（ *release） （ struct inode * ， struct file * ） ;
int（ * read） （ struct inode * ， struct file * ， char * ， int） ; int（ * fsync） （ struct inode *， struct file * ） ;
int（ *write） （ struct inode * ， struct file * ， const char *， int） ; int（ * fasync） （ struct inode * ， struct file *， int） ;
int（ * readdir） （ struct inode ， struct file ， void * ， dilldir） ; int（ *check_media_change） （ kdev_t dev） ;
int（*select） （ struct inode *， struct file * ， int， select_table * ） ; int（ * revalidate） （ kdev_t dev） ; };
int （ * ioctl） （ struct inode * ， struct file *， unsigned int， unsigned long） ;
int（ *mmap） （ struct inode * ， struct file * ， struct vm_area_struct * ） ;
int（ * open） （ struct inode *， struct file *） ;
应用程序只要经过对设备文件的open、release、read、write、ioctl等才干拜访字符设备和块设备。用户自己界说好 file_operaTIons结构后，编写出设备实践所需求的各操作函数，关于不需求的操作函数用NULL初始化，这些操作函数将被注册到内核，当应用程序对设备相应的设备文件进行文件操作时，内核会找到相应的操作函数，并进行调用。假如操作函数运用NULL，操作函数就进行默许处理。
关于字符设备而言，llseek（ ），read（ ），write（），ioctl（ ），open（ ），release（ ）这些函数是不行缺的；关于块设备，open（ ），release（ ），ioctl（），check_media_change（ ），revalidate（ ）是不行短少的。
网络设备结构体 net_device 界说在 includelinuxnetdevice.h 里，如下所示：
struct net_device
{
char name ; int （*init）（struct
net_device *dev）;
unsigned short flags ; int （*open）
（struct net_device *dev）;
unsigned long base_addr; int
（*stop）（struct net_device *dev）
unsigned int irq ; int
（*hard_start_xmit）（struct sk_buff *skb，
unsigned char dev_addr; struct
net_device *dev）;
unsigned char addr_len; int
（*set_mac_address）（ struct net_device
unsigned long trans_start; *dev，void* addr）;
……
}
界说好net_device结构体后，依据实践情况编写操作函数，其间hard_start_xmit（）函数是用来发送数据的，set_mac_address（）是进行网络参数设置的。
当linux初始化时将调用初始化函数int device_init（ ），该函数包含以下内容：
注册所用设备。linux用设备号来标识字符设备和块设备。设备号分为主设备号和从设备号，终究构成设备接点。设备节点在拜访字符设备和块设备的设备驱动程序时将运用。一般主设备号标识设备对应的驱动程序，大多数设备是“一个主设备号对应一个驱动程序”，如：虚拟控制台和串口终端由驱动程序4办理。次设备号由内核运用，用于确认设备文件所指的设备。字符设备和块设备注册时有必要先界说好设备号。
字符设备注册函数如下：
int register_chrdev（unsigned int major ，const char *name， struct file_oprations *fops）;
其间 major是主设备号。
由于对网络设备驱动程序的拜访不需求设备节点，它的注册函数如下：
int register_netdev（struct net_device *dev）
注册设备所用的中止。中止在现代计算机结构中有重要的位置，操作体系有必要供给程序呼应中止的才能。一般是把一个中止处理程序注册到体系中去。操作体系在硬件中止发生后调用驱动程序的处理程序。
注册中止所用的函数如下：
int request_irq （unsigned irq，void（*handler）（int，void*，struct pt_regs*），unsigned long flags，const char*device，void* dev_id）;
其间，irq是中止向量;handler是中止处理函数；flags是中止处理中的掩码；devices是设备名；dev_id是在中止同享运用的id。
当linux不运用该设备时，就要调用铲除函数void_devicie_exit （ ），它同初始化函数相对应的，首要是：
刊出设备，字符设备刊出函数如下：
int unregister_chrdev（unsigned int major ，const char *name， struct file_oprations *fops）；
刊出中止，刊出中止所用的函数如下：
int free_irq （unsigned irq，void（*handler）（int，void*，struct pt_regs*），unsigned long flags，const char*device，void* dev_id）;
开释资源，模块初始化和铲除函数选用module_init（device_init），module_exit（device_exit） 方式
编写服务子程序
服务于I/O恳求的子程序，又称为驱动程序的上半部分。调用这部分是由于体系调用的成果。这部分程序在履行的时分．体系仍认为是和进行调用的进程归于同一个进程． 仅仅用户态变成了核心态，具有进行此体系调用的用户程序的运转环境．因而能够在其间调用sleep等与进程运转环境有关的函数。
中止服务子程序，又称为驱动程序的下半部分。在Linux体系中．并不是直接从中止向量表中调用设备驱动程序的中止服务子程序，而是由Linux体系来接纳硬件中止，再由体系调用中止服务子程序。中止能够发生在任何一个进程运转的时分，因而在中止服务程序被调用的时分．不能依赖于仟何进程的状况，也就不能调用任何与进程运转环境相关的函数。由于设备驱动程序一般支撑同一类型的若干设备，所以一般在体系调用中止服务程序的时分，都带有一个或多个参数，以仅有标识恳求服务的设备。
设备驱动程序的运用
直接将驱动程序编译进linux内核
将设备驱动程序复制到 linux/drivers相关的子目录下，比方字符设备驱动程序 就放在linux/drivers/char下。
修正linux/drivers相关的子目录的Makefile，
如obj-$（config_dev_driver） +=dev_driver.o，这样在编译内核时将会编译dev_driver.c，生成 dev_driver.o.
对内核进行从头编译时，进行相关的装备，比方要运用AT91RM9200的UART，就要如下装备：
Character devices -》 Serial drivers -》AT91RM9200 serial port support
将驱动程序编译成驱动模块
在设备驱动程序中要有两个重要函数：
module_init（dev_init），module_exit（dev_exit）
运用相应的穿插编译器以及编译指令将驱动程序dev_driver.c编译成dev_driver.o 这样的动态驱动模块。运用insmod指令给体系装置驱动模块，假如在/dev目录下没有相应的设备文件，就能够运用mknod创立一个设备文件。运用 rmmod指令卸载驱动模块，设备文件的删去能够用rm指令。
结语
设备驱动程序的开发是在Linux环境中最杂乱的编程使命之一 。它需求和硬件打交道，简单引起体系溃散，并且很难调试。把握设备驱动程序的开发技能，将使得开发嵌入式Linux的体系更为敏捷和有用。
