《Linux操作系统原理和 与应用》电子教案.pptVIP

第九章 设备驱动;Linux操作系统把设备纳入文件系统的范畴来管理 每个设备都对应一个文件名，在内核中也就对应一个索引节点 对文件操作的系统调用大都适用于设备文件 从应用程序的角度看，设备文件逻辑上的空间是一个线性空间（起始地址为0，每读取一个字节加1）。从这个逻辑空间到具体设备物理空间（如磁盘的磁道、扇区）的映射则是由内核提供，并被划分为文件操作和设备驱动两个层次 ; 对于一个具体的设备而言，文件操作和设备驱动是一个事物的不同层次。从这种观点出发，从概念上可以把一个系统划分为应用、文件系统和设备驱动三个层次 Linux将设备分成两大类。一类是像磁盘那样以块或扇区为单位，成块进行输入／输出的设备，称为块设备；另一类像键盘那样以字符（字节）为单位，逐个字符进行输入／输出的设备，称为字符设备。 文件系统通常都建立在块设备上;进程;;I/O 端口;系统设计者为了对I/O编程提供统一的方法，每个设备的I/O 端口都被组织成如图9.3所示的一组专用寄存器。 为了降低成本，通常把同一I/O端口用于不同目的 内核使用iotable表来记录分配给每个硬件设备的I/O端口 ;设备文件 ;中断处理 ;设备驱动程序框架 ;根据功能，驱动程序的代码可以分为如下几个部分： （1）驱动程序的注册和注销 （2）设备的打开与释放 （3）设备的读和写操作 （4）设备的控制操作 （5）设备的中断和查询处理 关于设备的控制操作可以通过驱动程序中的ioctl()来完成。与读写操作不同，ioctl()的用法与具体设备密切相关 ;字符设备驱动程序 ;字符设备驱动程序的注册 ;简单字符设备驱动程序举例 ;块驱动程序 ;内核使用主设备号来标识块驱动程序，但块主设备号和字符主设备号是互不相干的，它们具有各自独立的主设备号分配空间。 register_blkdev ( )使用 block_device_operations 结构的指针，该结构就是块驱动程序接口 ;;在内核安排一次数据传输时，首先在一个表中对该请求排队，并以最大化系统性能为原则进行排序。然后，请求队列被传到驱动程序的 request 函数 块设备的读写操作都是由request()函数完成，对于具体的块设备，函数request()是不同的。 所有??读写请求都存储在request结构的链表中 request()函数从INIT_REQUEST宏命令开始，它对请求队列进行检查，保证请求队列中至少有一个请求在等待处理。如果没有请求，INIT_REQUEST宏命令将使request()函数返回，任务结束 ;块设备驱动程序初始化时，由驱动程序的init()完成。为了引导内核时调用init()，需要在blk_dev_init()函数中增加一行代码Mysdd_init()。 块设备驱动程序初始化的工作主要包括： （1）检查硬件是否存在； （2）登记主设备号； （3）利用register_blkdev()函数对设备进行注册： （4）将块设备驱动程序的数据容量传递给缓冲区;驱动程序－内核级程序开发的场所