linux 字符驱动(编写字符设备驱动程序)

大家好，如果您还对linux 字符驱动不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享linux 字符驱动的知识，包括编写字符设备驱动程序的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！

Linux网络设备驱动的具体结构

Linux网络设备驱动程序的体系结构从上到下可以划分为4层，依次为网络协议接口层、网络设备接口层、提供实际功能的设备驱动功能层以及网络设备与媒介层，这4层的作用如下所示：

1）网络协议接口层向网络层协议提供统一的数据包收发接口，不论上层协议是ARP，还是IP，都通过dev_queue_xmit()函数发送数据，并通过netif rx()函数接收数据。这一层的存在使得上层协议独立于具体的设备。

2）网络设备接口层向协议接口层提供统一的用于描述具体网络设备属性和操作的结构体net device,该结构体是设备驱动功能层中各函数的容器。实际上，网络设备接口层从宏观上规划了具体操作硬件的设备驱动功能层的结构。

3）设备驱动功能层的各函数是网络设备接口层net_device数据结构的具体成员，是驱使网络设备硬件完成相应动作的程序，它通过hard_start_ xmit()函数启动发送操作，并通过网络设备上的中断触发接收操作。

4）网络设备与媒介层是完成数据包发送和接收的物理实体，包括网络适配器和具体的传输媒介，网络适配器被设备驱动功能层中的函数在物理上驱动。对于Linux系统而言，网络设备和媒介都可以是虚拟的。

linux 内核字符驱动char_dev源码分析

内核模块中的字符驱动代码设计简洁，主要功能集中在fs\char_dev.c文件内。分析代码主要从三个方面入手：管理数据结构、设备号管理、以及动态设备号申请。

从管理数据结构出发，涉及`char_device_struct`、`cdev`和`kobj_map`。`char_device_struct`负责设备号分配，管理`dev_t`的使用情况。`cdev`作为对外提供的数据结构，用于设备管理。`kobj_map`则在字符设备内部管理`cdev`，实现更精细的控制。

设备号管理部分，主要基于`struct char_device_struct`进行，结构内存储每个设备号下的次设备。整个管理通过一个大小为255的数组实现，利用哈希表技巧，使得主设备号从0扩展到511都能得到有效管理。通过数组索引与设备号关联，实现设备的动态分配与管理。

静态分配设备号时，`register_chrdev_region()`函数负责按照指定设备号范围进行注册。动态申请设备号则通过`alloc_chrdev_region`函数实现，无需预先了解所有设备号的使用情况。

在动态申请主设备号时，会调用`find_dynamic_major()`函数，实现主设备号的动态分配与管理。这一过程主要通过`__register_chrdev_region`函数，基于同一主设备号申请多个次设备。

`cdev`结构包括申请、初始化、添加、删除等操作，实现与系统更紧密的集成。`cdev_map`则使用`kobj_map`结构，实现`cdev`的内部管理，与字符和块驱动兼容。

通过`chrdev_open`函数，将`file_operations`与文件关联，使应用层能够通过文件操作设备。`cdev_set_parent`函数设置`cdev`的`kobj`父节点，实现更灵活的设备管理。

此外，`device`方式提供了一种将`cdev`与设备结合的手段，实现`sysfs`设备模型与`dev`驱动模型的结合，增强系统兼容性和灵活性。

整个`char_dev`源码设计精妙，通过这些组件和函数，构建了高效、灵活的字符驱动管理机制。

linux驱动有哪些

Linux驱动主要包括以下几类：

一、设备驱动

设备驱动是Linux中最基础且最常见的驱动类型，主要包括网络驱动、硬盘驱动、USB驱动等。它们的作用在于管理硬件设备的操作，使操作系统能够与各种硬件设备交互。例如，网络驱动可以让Linux系统支持各种网络接口卡，实现网络通信功能。硬盘驱动则负责读写硬盘操作等。设备驱动开发是Linux内核开发中的重要部分。

二、字符设备驱动

字符设备驱动主要管理Linux系统中的字符设备，如鼠标、键盘等输入设备和显示器等输出设备。字符设备是以字符为单位进行数据传输的设备，其驱动的主要任务是实现对设备的读写操作以及处理设备的中断请求等。字符设备驱动通常采用设备节点的方式在文件系统中表示。

三、块设备驱动

块设备驱动主要管理Linux系统中的块设备，如硬盘、闪存等存储设备。块设备是以数据块为单位进行数据传输的设备，其驱动的主要任务是管理设备的读写请求，实现数据的存储和读取。块设备驱动通常采用缓冲区管理的方式来提高数据处理的效率。

四、总线驱动

总线驱动主要负责管理Linux系统中的总线设备，如PCI总线、USB总线等。总线是连接计算机系统中各种设备的桥梁，总线驱动的主要任务是检测总线上的设备，初始化设备并管理设备与系统的通信。总线驱动的开发涉及到总线的协议和通信机制等复杂的技术细节。