嵌入式Linux驱动开发

版本:v0.6

Crifan Li

摘要

此文主要介绍的嵌入式Linux驱动开发的概念,逻辑,具体开发步骤,所要涉及哪些内容。

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2015-03-15

修订历史
修订 0.6 2015-03-15 crl
  1. 解释嵌入式Linux驱动开发的概念

目录

正文之前
1. 此文目的
1. Linux驱动模型
1.1. 为什么要设计一个Linux驱动的模型
2. Linux中某模块所属的子驱动框架
3. 实现子驱动框架下面的设备相关部分的功能
4. 嵌入式Linux驱动开发相关资源
4.1. 嵌入式Linux驱动开发书籍
参考书目

正文之前

1. 此文目的

此文主要介绍的嵌入式Linux驱动开发的基本逻辑和如何开发。目的是搞懂如何进行嵌入式Linux的驱动开发。

第 1 章 Linux驱动模型

摘要

1.1. 为什么要设计一个Linux驱动的模型

为了方便统一管理Linux下面的,如此众多的,成千上万的,设备的驱动,

所以要设计一个,统一的框架,即Linux驱动模型

此模型,就相当于一个模子,其他驱动,都要合乎这个模子,长得看起来都很类似,

如此才能注册到Linux驱动框架中,让驱动接受Linux系统的统一的管理。

第 2 章 Linux中某模块所属的子驱动框架

摘要

接下来,才是某个特定的设备的驱动的框架

想要实现某个特定的设备的驱动之前,就先要对该设备,在Linux的整体的驱动体系中,处于什么部分,属于什么驱动方面的子框架,要有所了解。

而这些子驱动框架,则是针对一类设备,统一管理,实现了该类设备的通用的功能和逻辑

这样作为驱动开发人员,可以免去这部分的开发的工作,省了很多心

比如:

  • MTD

    就是针对,内存类存储设备,而设计的一套框架,而属于内存类设备的,比如Nand Flash,Nor Flash等等,在编写驱动时,就要知道自己所要写的设备的驱动,是从属与MTD框架的

    要知道,MTD框架,已经为我们所实现了哪些功能

    比如MTD中的drivers/mtd/nand/nand_base.c中已经帮我们实现了,作为通用的MTD设备中的Nand Flash都会用到的:

    • 通用的命令:nand_commandnand_command_lp
    • 通用的数据读写:nand_read_bufnand_write_buf
    • 基于page的各种操作:nand_read_page_sweccnand_read_page_hwecc nand_write_page_raw nand_write_page_hwecc
    • 针对oob的各种操作:nand_read_oob_stdnand_write_oob_std
    • 针对block的各种操作:nand_block_isbadnand_block_markbadnand_block_isreserved

    如此众多的功能和函数,都是Linux的MTD框架都是帮你写好了的。

    换句话说,如果没有Linux的MTD框架,让你从头到尾,一点点写出一个完整的Linux的Nand Flash的驱动的话,对于上述提到的各种针对oob,page,block,command等等的操作,都是需要你自己从无到有去实现出来的。

  • USB

    Linux中的USB子驱动框架,也是帮我们实现了太多的基础的通用的功能。包括class,interface,endpoint,等等方面的基本功能,比如:

    • 所有USB类型都要用到的:drivers/usb/common/common.c
      • USB的速度:speed_names
      • USB的各种状态:usb_device_state
      • USB的模式:usb_dr_modes
    • 以及各种和class类型相关的:

      • drivers/usb/core/devices.c
        • class类型定义:clas_info
        • USB设备的读取:usb_device_read
        • 各种描述符的获取:usb_dump_device_descriptorusb_dump_hub_descriptorusb_dump_config_descriptorusb_dump_interface_descriptor
    • 以及某种class类型的内部所通用的功能

      比如,最常见的USB大容量存储设备,即常说的U盘:

      drivers/usb/storage/protocol.c
      • UFI的命令:usb_stor_ufi_command
      • SCSI的命令:usb_stor_transparent_scsi_command

上述列出了很多不同模块和领域的驱动相关的名称,概念,咋一看会显得难以理解,但是实际上不用太关心此处的细节,而只需要记住一点即可:

Linux的驱动,对于在某个子领域内,已经帮我们设计好了,适用于该领域的通用的框架,对应着某个驱动的子框架,且已经帮我们实现好了,大量的,常见和通用的功能

这样我们在实现对应设备驱动的时候,对于该设备所属的领域内的通用的功能,就可以不用自己再重新写了,就避免了重复造轮子的无用功的浪费了。

由此可见:在Linux下面写某设备的驱动,虽然需要增加额外的精力去学习该设备所属的驱动的子框架,但是这点额外的学习成本,和该框架帮你省下的精力相对,要划算的多。

即:Linux子驱动框架已经帮我们实现了非常多通用的功能部分,可以帮我们写驱动时,省掉很大一部分精力,而我们只需要搞懂子驱动框架后,去实现余下的和设备相关的部分即可。

第 3 章 实现子驱动框架下面的设备相关部分的功能

摘要

接下来,就是要去实现,该设备的所在的子驱动框架下,自己的设备相关的部分了。

往往也都是些:

  • 设备初始化
  • 数据的读写
    • 数据的读(取)read操作==数据发送send操作
    • 数据的写(入)write操作==数据接收receive操作

下面举一些例子来说明

  • 实现Nand Flash驱动时要实现哪些部分
  • 实现USB驱动时要实现哪些部分

第 4 章 嵌入式Linux驱动开发相关资源

摘要

4.1. 嵌入式Linux驱动开发书籍

关于嵌入式Linux驱动开发,有一些还不错的值得推荐的书:

  • Linux设备驱动开发详解 (豆瓣)

    相对来说,这本书是我看到的,国内的在介绍嵌入式Linux驱动方面解释的算是逻辑性还不错的。

    虽然也像之前某人评价的,当你对于嵌入式Linux驱动已经入门之后,了解了驱动框架,进入实际的驱动开发时,

    你又会发现,实际上该书对你的帮助就不是那么大了,会觉得该书有点“虚”,解释的不是那么透彻和扎实了。

    但是总体来说,还是值得一看了。

参考书目