19.1 GPIO框架驱动概述 在日常的设备驱动开发中，GPIO驱动是开发中比较常用的而且是很重要的驱动，例如需要对LED灯、按键扫描以及输出端口高低电平等控制，它们都需要用到GPIO驱动来实现。 GPIO是嵌入式平台比较常见的硬件模块，因此linux内核针对GPIO的访问控制等操作进行了封装，形成了GPIO独有的标准的函数接口，这些函数接口在调用时是与硬件平台无关的，同时GPIO框架的函数中的GPIO都是使用整型的GPIO编号进行标识的，因此只需要获取到需要操作的GPIO编号，即可使用相应的框架函数对GPIO进行控制，对这样有助于提高了开发人员的开发效率。 19.2 GPI...

对于日常开发中的设备，它一般除了常规的读写操作来收发数据和保存数据外，通常还需要有更多其他的操作来实现更为复杂的功能，例如对于一个串口通信设备，它就需要具有波特率的设置和获取、数据帧格式的获取和设置等功能。 正因为硬件设备往往需要各自繁杂的操作，因此linux内核一般情况会将读写之外的I/o操作会分派给ioctl()函数来实现其他复杂的操作。 8.1应用层ioctl函数讲解 在linux应用层中，系统提供了一个对应的系统IO函数如下所示: /*函数功能:ioctl控制函数 *函数参数: *@int fd:用户程序打开设备时返回的文件描述符 *@unsigned&...

7.1内存空间和I/O空间 I/O空间是相对于内存空间而区分的，在x86处理器中存在I/O空间的概念，它们需要通过特定的In和Out指令来进行访问的。如下为Intel的In和Out指令格式: IN 累加器, {端口号!DX} OUT {端口号!DX},累加器 一般情况下，大部分的嵌入式处理器中不提供I/O空间，而仅仅提供内存空间，内存空间能够通过地址和指针来进行访问，例如程序中的变量是存在于内存空间的，同时我们通常是通过对IO内存的访问来与挂接到内存空间上外设通信。例如前面讲述裸机开发中的通过IO内存地址指针的操作来控制外围的LED灯...

在上一章节中讲解了字符设备驱动的相关知识和使用方法，本章节将讲解混杂设备驱动相关框架知识及编写方法。 混杂设备驱动(miscdevice)在Linux驱动中也是很常见的，它是一种特殊的字符设备驱动，混杂设备驱动的设计产生主要是为了解决如下两个问题: (1)由于在使用常规字符设备驱动时，仅仅需要确定设备号即可确定设备驱动，随着科技的进步外设的种类日益增多，导致主设备号的资源分配越来越紧张，此时混杂设备驱动的出现可以在一定程度上缓解这个问题，因为混杂设备驱动使用的是统一的主设备号(10)，然后只要通过次设备号在misc_list链表中即可找到对应的设备。 由于混杂设备驱动是普通设备驱动的上提...

嵌入式ARM编程的裸机开发是驱动开发的基础，学习裸机开发将有助于加深对嵌入式系统底层运行和底层控制的理解，从而进一步提高后续驱动学习的效率。本章节将讲解裸机开发的思路，同时通过示例来说明如何进行裸机开发。 2.1 裸机开发思路讲解 嵌入式ARM编程的裸机开发常规的裸机开发的思路步骤如下:(1)分析电路原理图(2)分析和理解硬件的控制原理(3)阅读数据手册，分析和理解寄存器的操作控制流程(4)根据裸机开发设备驱动框架编写驱动程序实现硬件控制 2.1.1分析原理图 通过阅读嵌入式系统的硬件原理图，我们将可以获取到如下的信息:各个存储器、外围设备使用的硬件资源、各种接口和各款芯片的引脚的联接情况等。...

第五章字符设备驱动讲解 对于整个的Linux设备驱动学习过程中，字符设备驱动是尤为基础也是重要的设备驱动，正是由于字符型的设备驱动简单，适合学习者首先学习的一种设备驱动，同时后续的各种设备驱动往往都是由字符型设备驱动改进或变换过去的，因此学习字符型设备驱动能够为后续学习其他驱动做好准备。 5.1字符设备驱动框架 字符型设备驱动主要包含如下的组成部分：模块的入口函数(加载函数)、退出函数(卸载函数)和 file_operations 结构体中成员函数的实现。 1.模块的入口函数(加载函数) 字符设备驱动中的入口函数主要完成如下任务：申请设备号、字符设备初始化和将字符设备驱动添加到内核中。如下为一...

第四章 嵌入式Linux设备驱动的基础知识 4.1硬件基础 本小节将讲解底层驱动工程师必须要掌握的基础硬件知识，让学习嵌入式或者想提升嵌入式技术水平的读者们对嵌入式有更加深入的理解。本小节主要介绍处理器、存储器以及常规的总线和接口等，最后介绍一些与硬件相关的常规检测仪器。 4.1.1 嵌入式处理器 1.嵌入式处理器相关重要概念 在讲解嵌入式处理器的时候，需要先普及几个关于嵌入式处理器的相关概念:冯·诺依曼结构、哈佛结构、流水线技术以及CICS和RICS。(1)冯·诺依曼结构冯·诺依曼结构又被称为普林斯顿结构，它是一种将程序指令存储器和数据存储器合在一起的存储结构。由于程序指令和数据存储的位置是...

3.1 Linux 内核开发概述 本文所说的内核开发其实是指结合实际开发需求对嵌入式linux的产品的内核和驱动进行相关的修改等开发工作，以此来满足项目的需求，这个含义与Linux团队的内核开发有很大差异。本文所说的是对嵌入式linux内核进行二次开发，但仍然需要相关的研发人员需要拥有以下的一些技能点，才能够很好的胜任内核二次开发的工作：(1)熟悉操作系统的基础知识，能够理解操作系统原理；(2)熟练掌握C语言的使用，因为在Linux内核中绝大部分是使用C语言来完成的。(3)对Linux内核源码的结构布局要有一个大概的了解；(4)常用的设备驱动开发工程师们还需要对外围设备的工作原理以及驱动的编写...

第二章ARM编程的裸机开发 嵌入式ARM编程的裸机开发是驱动开发的基础，学习裸机开发将有助于加深对嵌入式系统底层运行和底层控制的理解，将进一步提高后续驱动学习的效率。本章节将讲解裸机开发的思路，同时通过示例来说明如何进行裸机开发。 2.1 裸机开发思路讲解 对于接触过单片机开发的读者来说应该对裸机开发一点都不陌生，不过没有接触过单片机开发的读者也没关系，以下将详细讲解裸机开发的编程思路。常规的裸机开发的思路顺序如下:(1)分析电路原理图(2)分析和理解硬件的控制原理(3)阅读数据手册，分析和理解寄存器的操作控制流程(4)编写程序实现硬件控制 2.1.1分析原理图 通过阅读嵌入式系统的...

第一章 嵌入式Linux设备驱动简介及后续章节安排 1.1 嵌入式Linux设备驱动介绍         我们日常所用到的计算机需要安装的驱动，其本质上是计算机程序的一个访问底层硬件资源的接口，该接口是由计算机的操作系统提供的。由于考虑到操作系统的安全管理问题，用户所使用的应用程序是不能够直接访问底层硬件资源的，而是需要通过特定的驱动函数接口来完成访问硬件资源的任务。         如下图1-1所示为设备驱动与操作系统关系结构示意图，可以看出用户的应用程序...