开发Linux内核块设备驱动程序-linux驱动块设备 (开发LINUX桌面应用)

教程大全 2025-07-09 09:03:14 浏览次

开发Linux内核块设备驱动程序是在Linux内核中学习设备驱动的重要内容，这将有助于加深我们对外设的理解，提升Linux内核开发能力。Linux内核块设备驱动程序是整个Linuxidc.com/xtywjcwz/16896.html" target="_blank">系统的重要组成部分，是操作系统的核心，其任务是管理Linux的各种块设备，例如硬盘、磁盘驱动器等。

首先，我们需要熟悉块设备，然后理解设备驱动程序的开发步骤，并根据Linux提供的API实现块设备驱动程序。其次，当我们掌握了开发Linux内核块设备驱动程序的基本流程之后，我们就可以开始写入驱动程序代码了。

开发Linux内核块设备驱动程序的第一步是声明一个代表块设备的设备结构体，其结构如下：

struct block_device {

char *name;

int (*Open)(struct block_device *dev);

int (*close)(struct block_device *dev);

int (*set_block_size)(struct block_device *dev, int block_size);

int (*read_block)(struct block_device *dev, int block_num, void *buf, int count);

接下来，就需要为驱动程序设置对应的方法，让内核能够正常地操作块设备。比如方法open提供给Linux内核打开设备的接口，可以一次性打开多个设备；close方法可以关闭设备，如果有多个设备被打开，则可以一次性关闭；set_block_size方法改变块设备的block size，这样可以根据实际需求调整块设备的性能；read_block方法用于读取指定的block，可以指定从设备读取的大小，等等。最后，当我们完成了方法的开发之后，我们就可以将该驱动程序加入内核中。同时，可以利用Linux内核提供的测试方法，一步步测试驱动是否完美运行，来确保驱动可以顺利运行。总之，开发Linux内核块设备驱动程序是一个很重要的工作，帮助我们更好地理解Linux系统，提高Linux内核开发能力。但是，开发设备驱动也是一个挑战自我的过程，需要我们不断学习去完善，直到完美的实现。

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编写Linux网络驱动程序需要注意些什么

1 中断共享Linux系统运行几个设备共享同一个中断。需要共享的话，在申请的时候指明共享方式。系统提供的request_irq()调用的定义： int request_irq(unsigned int irq,void (*handler)(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs),unsigned long irqflags,const char * devname,void *dev_id); 如果共享中断，irqflags设置SA_SHIRQ属性，这样就允许别的设备申请同一个中断。需要注意所有用到这个中断的设备在调用request_irq()都必须设置这个属性。系统在回调每个中断处理程序时，可以用dev_id这个参数找到相应的设备。系统在回调每个中断处理程序时，可以用dev_id这个参数找到相应的设备。一般dev_id就设为device结构本身。系统处理共享中断是用各自的dev_id参数依次调用每一个中断处理程序。 2 硬件发送忙时的处理主CPU的处理能力一般比网络发送要快，所以经常会遇到系统有数据要发，但上一包数据网络设备还没发送完。因为在Linux里网络设备驱动程序一般不做数据缓存，不能发送的数据都是通知系统发送不成功，所以必须要有一个机制在硬件不忙时及时通知系统接着发送下面的数据。一般对发送忙的处理在前面设备的发送方法(hard_start_xmit)里已经描述过，即如果发送忙，置tbusy为1。处理完发送数据后，在发送结束中断里清tbusy，同时用mark_bh()调用通知系统继续发送。但在具体实现我的驱动程序时发现，这样的处理系统好象并不能及时地知道硬件已经空闲了，即在mark_bh()以后，系统要等一段时间才会接着发送。造成发送效率很低。 2M线路只有10%不到的使用率。内核版本为2.0.35。我最后的实现是不把tbusy置1，让系统始终认为硬件空闲，但是报告发送不成功。系统会一直尝试重发。这样处理就运行正常了。但是遍循内核源码中的网络驱动程序，似乎没有这样处理的。不知道症结在哪里。 3 流量控制(flow control)网络数据的发送和接收都需要流量控制。这些控制是在系统里实现的，不需要驱动程序做工作。每个设备数据结构里都有一个参数dev->tx_queue_len，这个参数标明发送时最多缓存的数据包。在Linux系统里以太网设备(10/100Mbps)标明发送时最多缓存的数据包。在Linux系统里以太网设备(10/100Mbps)tx_queue_len一般设置为100，串行线路(异步串口)为10。实际上如果看源码可以知道，设置了dev->tx_queue_len并不是为缓存这些数据申请了空间。这个参数只是在收到协议层的数据包时判断发送队列里的数据是不是到了tx_queue_len的限度，以决定这一包数据加不加进发送队列。发送时另一个方面的流控是更高层协议的发送窗口(TCP协议里就有发送窗口)。达到了窗口大小，高层协议就不会再发送数据。接收流控也分两个层次。 netif_rx()缓存的数据包有限制。另外高层协议也会有一个最大的等待处理的数据量。发送和接收流控处理在net/core/dev.c的do_dev_queue_xmit()和netif_rx()中。 4 调试很多Linux的驱动程序都是编译进内核的，形成一个大的内核文件。但对调试来说，这是相当麻烦的。调试驱动程序可以用module方式加载。支持模块方式的驱动程序必须提供两个函数：int init_module(void)和void cleanup_module(void)。 init_module()在加载此模块时调用，在这个函数里可以register_netdev()注册设备。 init_module()返回0表示成功，返回负表示失败。 cleanup_module()在驱动程序被卸载时调用，清除占用的资源，调用unregister_netdev()。模块可以动态地加载、卸载。在版本里，还有kerneld自动加载模块，但是中已经取消了kerneld。手工加载使用insmod命令，卸载用rmmod命令，看内核中的模块用lsmod命令。编译驱动程序用gcc，主要命令行参数-DKERNEL -DMODULE。并且作为模块加载的驱动程序，只编译成obj形式(加-c参数)。编译好的目标文放/lib/modules//misc下，在启动文件里用insmod加载。 Linux程序设计资料可以从网上获得。这就是开放源代码的好处。并且没有什么“未公开的秘密”。我编写驱动程序时参阅的主要资料包括：Linux内核源代码《The Linux Kernel Hackers Guide》by Michael K. Johnson《Linux Kernel Module Programming Guide》by Ori Pomerantz《Linux下的设备驱动程》by olly in BBS水木清华站可以选择一个模板作为开始，内核源代码里有一个网络驱动程序的模板，drivers/net/skeleton.c。里面包含了驱动程序的基本内容。但这个模板是以以太网设备为对象的，以太网的处理在Linux系统里有特殊“待遇”，所以如果不是以太网设备，有些细节上要注意，主要在初始化程序里。最后，多参照别人写的程序，听听其他开发者的经验之谈大概是最有效的帮助了。