简单字符设备驱动程序的设计.doc
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1、实验五:简单字符设备驱动程序的设计实验学时:4实验类型:(设计)一、实验目的1. 理解设备驱动程序的处理过程;2. 掌握Linux设备驱动程序开发的基本过程和设计方法; 3. 学会编写简单的字符设备驱动程序。二、实验条件 Linux操作系统 gcc三、实验原理及相关知识设备驱动程序是I/O进程与设备控制器之间的通信程序。驱动程序的功能: 接收由设备独立性软件发来的命令和参数,并将命令中的抽象要求转换为具体的要求。 检查用户I/O请求的合法性,了解I/O设备的状态,传递有关参数,设置设备的工作方式。 发出I/O命令。 及时响应由控制器或通道发来的中断请求,并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进
2、行处理。 对于设置有通道的计算机系统,驱动程序还应能够根据用户的I/O请求,自动地构建通道程序。设备驱动程序的处理过程: 将抽象要求转换为具体要求 检查I/O设备请求的合法性 读出和检查设备的状态 传送必要的参数 工作方式的设置 启动I/O设备Linux系统中,设备驱动程序是操作系统内核的重要组成部分,它与硬件设备之间建立了标准的抽象接口。通过这个接口,用户可以像处理普通文件一样,对硬件设备进行打开(open)、关闭(close)、读写(read/write)等操作。通常设备驱动程序接口是由结构file_operations结构体向系统说明的,它定义在include/linux/fs.h中。f
3、ile_operations的数据结构如下:struct file_operations struct module *owner; loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); ssize_t (*read) (struct file *, char_user *, size_t, loff_t *); ssize_t (*write) (struct file *, const char _user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct i
4、ovec *, unsigned long, loff_t); ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t); int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t); unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned
5、 long); long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *); int (*open) (struct inode *, struct file *); int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);int (*release
6、) (struct inode *, struct file *); int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync); int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync); int (*fasync) (int, struct file *, int); . ; open 入口点:open函数负责打开设备、准备I/O。任何时候对设备文件进行打开操作,都会调用设备的open入口点。所以,open函数必须对将要进行的I/O操作做好必要的准备工作,如清除缓冲区等。如果设备是独占的。则o
7、pen函数必须将设备标记成忙状态。 close入口点close函数负责关闭设备的操作,当最后一次使用设备完成后,调用close函数,关闭设备文件。独占设备必须标记为可再次使用。close()函数作用是关闭打开的文件。 read入口点read函数负责从设备上读数据和命令,有缓冲区的I/O设备操作一般是从缓冲区里读数据。 write入口点write函数负责往设备上写数据。对于有缓冲区的I/O设备操作,一般是把数据写入缓冲区里。对字符设备文件进行写操作将调用write函数。 ioctl入口点ioctl函数执行读、写之外的操作,主要实现对设备的控制。四、实验步骤 (1) file_operations
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