深入浅出Linux设备驱动编程－

深入浅出Linux设备驱动编程－－引言<?XML:NAMESPACE PREFIX = O />

宋宝华 [email]21cnbao@21cn.com[/email] yesky

1.引言

《ARM的嵌入式Linux移植体验》发表以来，笔者收到许多读者来信，他们对嵌入式Linux开发表现出了浓厚的兴趣。我们摘取其中的两封：

你好，不知道怎么称呼你。就叫你技术大侠吧。

我是一个在学校里教一些基础课的老师，一直没有在那方面做出点成绩。现在本人下决心想在嵌入式这块努点力，但一直不知道怎么下手。本来没有硬件基础，LINUX也才接触。希望大侠给条出路，指点一下从零开始应该走什么路比较好。

多谢！

xxx

你好！

首先，请原谅我的冒昧打扰！

我是通过一个网站知道你的邮件地址的，我看过你的一篇关于LINUX的文章，很深入浅出的，由于以前我的相关知识比较薄弱，现在又从事这方面的工作（嵌入式系统的的硬件研发工作），所以时常感到力不从心，如果你有空，请给我介绍一点相关的书籍，或者给我E-MAIL一点您的相关资料或者您的学习心得好吗？

我想知道如何写驱动，以及对LINUX内核有一个了解。。。

向您的无私奉献表示感谢！

xxx

首先对读者的学习热情和强烈的求知欲表示敬意，基于读者对Linux设备驱动程序编写知识的需求和目前该类参考资料缺乏的现状，创作本系列文章。

目前，Linux软件工程师大致可分为两个层次：

（1）Linux应用软件工程师（Application Software Engineer）：主要利用C库函数和Linux API进行应用软件的编写；

（2）Linux固件工程师（Firmware Engineer）：主要进行Bootloader、Linux的移植及Linux设备驱动程序的设计。

一般而言，固件工程师的要求要高于应用软件工程师的层次，而其中的Linux设备驱动编程又是Linux程序设计中比较复杂的部分，究其原因，主要包括如下几个方面：

（1）设备驱动属于Linux内核的部分，编写Linux设备驱动需要有一定的Linux操作系统内核基础；

（2）编写Linux设备驱动需要对硬件的原理有相当的了解，大多数情况下我们是针对一个特定的嵌入式硬件平台编写驱动的；

（3）Linux设备驱动中广泛涉及到多进程并发的同步、互斥等控制，容易出现bug；

（4）由于属于内核的一部分，Linux设备驱动的调试也相当复杂。

<?XML:NAMESPACE PREFIX = V />目前，市面上的Linux设备驱动程序参考书籍非常稀缺，少有的经典是由Linux社区的三位领导者Jonathan Corbet、Alessandro Rubini、Greg Kroah-Hartman编写的《Linux Device Drivers》（目前该书已经出版到第3版，中文译本由中国电力出版社出版）。该书将Linux设备驱动编写技术进行了较系统的展现，但是该书所列举实例的背景过于复杂，使得读者需要将过多的精力投放于对例子背景的理解上，很难完全集中精力于Linux驱动程序本身。往往需要将此书翻来覆去地研读许多遍，才能有较深的体会。

（《Linux Device Drivers》中英文版封面）

本文将仍然秉承《Linux Device Drivers》一书以实例为主的风格，但是实例的背景将非常简单，以求使读者能将集中精力于Linux设备驱动本身，理解Linux内核模块、Linux设备驱动的结构、Linux设备驱动中的并发控制等内容。另外，与《Linux Device Drivers》所不同的是，针对设备驱动的实例，本文还给出了用户态的程序来访问该设备，展现设备驱动的运行情况及用户态和内核态的交互。相信阅读完本文将为您领悟《Linux Device Drivers》一书中的内容打下很好的基础。

本文中的例程除引用的以外皆由笔者亲自调试通过，主要基于的内核版本为Linux 2.4，例子要在其他内核上运行只需要做少量的修改。

构建本文例程运行平台的一个较好方法是：在Windows平台上安装VMWare虚拟机，并在VMWare虚拟机上安装Red Hat。注意安装的过程中应该选中“开发工具”和“内核开发”二项（如果本文的例程要在特定的嵌入式系统中运行，还应安装相应的交叉编译器，并包含相应的Linux源代码），如下图：

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