-----------Linux 驱动从入门到精通--------
目录
------------------------Part I: Basic driver skills----------------
- 什么是Linux驱动
- Hello World驱动
- 驱动file_operations
- 驱动sysfs
- 驱动ioctl
- 驱动之内存映射
- Linux设备树(DTS)
- Linux DTS语法
- DTS之驱动应用
- Linux驱动中断
- Linux kernel Tasklet
- Linux kernel Workqueue
- Linux kernel thread
----------------------Part II: Linux general driver-----------
- UART协议
- Linux UART驱动开发
- I2C 协议
- Linux I2C 平台驱动
- Linux I2C 适配器驱动
- Linux I2C 设备驱动
- SPI 协议
- Linux kernel SPI框架
- Linux SPI 驱动
- Linux PWM驱动
---------------------Part III: Advanced driver-------------
- Linux 输入子系统
- Linux 触摸屏驱动
- Linux 网络框架
- Linux 网络PHY驱动
- Linux V4L2框架
- Linux MIPI摄像头驱动
第一章 什么是Linux驱动程序
1.1 引言
在现代操作系统中，驱动程序扮演着至关重要的角色。它们是操作系统与硬件设备之间的桥梁，使得应用程序可以通过操作系统访问硬件设备，而不需要直接与硬件交互。在本章中，我们将介绍什么是Linux驱动程序，以及它们在操作系统中的作用和位置。
1.2 Linux驱动程序的定义
Linux kernel中， 驱动程序是负责管理和控制硬件设备的软件模块。Linux 驱动程序通过与内核的紧密集成来实现这一点，使用户空间的程序可以通过标准化接口与硬件交互。
比如， 假设你有一个打印机。操作系统不需要知道如何打印数据，因为不同品牌和型号的打印机工作方式可能不同。这时候，操作系统定义了统一的打印接口， 比如print(data)， 驱动程序去实现这些打印接口， 这样当应用层需要打印的时候， 操作系统调用打印接口print(data)把应用层需要打印的数据发送到驱动程序， 接着驱动程序来控制打印机， 按照相应地格式打印数据。 因此， 驱动程序成为操作系统和硬件之间的桥梁作用。
1.3 驱动程序的功能
Linux驱动程序的主要功能包括：
• 硬件抽象：提供硬件抽象层，使得应用程序可以通过统一的接口访问硬件设备。
• 管理硬件：管理硬件资源，如内存、I/O端口和中断，确保多个进程可以安全地共享这些资源。
• 设备控制：实现对硬件设备的具体控制，如读写操作、配置和状态监控。
• 性能优化：通过优化硬件访问路径，提高系统性能。
1.4 Linux系统架构中的位置
在Linux系统架构中，驱动程序位于内核空间，具体来说，它们处于以下层次结构中：
- 用户空间：包括应用程序和用户态库。
- 系统调用接口：用户空间通过系统调用与内核交互。
- 内核空间：包括内核本身、内核模块和驱动程序。
- 硬件抽象层（HAL）：驱动程序位于硬件抽象层，直接与硬件设备交互。
如下：
1.5 驱动程序的分类
根据设备类型和访问方式，Linux驱动程序可以分为以下几类：
• 字符设备驱动：用于串行访问的设备，如串口、键盘、鼠标。
• 块设备驱动：用于块访问的设备，如硬盘、SSD。
• 网络设备驱动：用于网络接口卡（NIC）等网络设备。
1.6 驱动程序的工作流程
驱动程序的工作流程通常包括以下几个步骤：
- 初始化：加载驱动程序，初始化硬件设备。
- 注册：将驱动程序注册到内核，使其可以被系统调用。
- 操作：处理来自用户空间的请求，如读写操作。
- 中断处理：处理硬件中断，响应设备事件。
- 卸载：卸载驱动程序，释放资源。
1.7 小结
本章介绍了Linux驱动程序的基本概念、作用以及在系统架构中的位置。理解这些基础知识是进行驱动开发的第一步。在接下来的章节中，我们将深入探讨如何编写和调试Linux驱动程序。