如何写一个Linux外设驱动？

 

1、编写外设驱动流程

该问题为基础问题，也是大家基本功的表现，下面一起来看一下吧

写一个常见的字符设备外设驱动，主要遵循以下流程：

1. 了解硬件和接口：查看外设用户手册，了解该外设使用的是什么通信接口，IIC、SPI、UART等。

2. 设备树配置：遵循设备树语法，在设备树中添加该外设的设备属性信息。

3. 外设driver结构体配置：遵循Linux驱动框架，创建外设driver结构体，并设定相应的回调函数，包括probe、remove、外设driver和device的匹配规则id_table，驱动名称等信息。

4. device和driver匹配：通过insmod来将外设驱动加载到总线上，按照定义好的匹配规则，触发probe函数。

5. probe实现：创建字符设备，以供用户层使用。字符设备创建流程如下：

   1. 分配字符设备的主设备号和次设备号，并为字符设备创建内存空间。

   2. 关联字符设备结构体与文件操作结构体ops，创建open、read、write函数

   3. 添加字符设备到虚拟文件系统中，包括：profs和sysfs

   4. 将外设驱动注册进入子系统中，实现统一管理。

6. 完善文件操作接口：open、read、write为暴漏在用户层的文件操作接口，我们一般通过该接口实现对外设的功能操作。

   1. open函数：一般用于初始化外设

   2. read函数：一般用于用户层读取外设信息，通过调用copy_to_user将数据搬运到用户空间

   3. write函数：一般用于用户层向外设写入数据，通过调用copy_from_user将用户数据搬运到内核层。

7. 卸载驱动：rmmod驱动后，会调用remove接口负责卸载驱动，包括：sysfs、profs的节点删除，字符设备结构体的注销，外设驱动结构体的注销。

 

以上就是一个简单的外设驱动的编写流程，示例外设驱动程序以及更多嵌入式知识可以看这里：传送门

 

2、常见问题

Q：设备编号的分配方式有哪些？

A：设备号的分配方式主要有两种：动态分配和静态分配。

• 动态分配：系统自动为其分配一个未被占用的设备号

• 静态分配：自行定义设备号，注册进入系统中。

 

Q：主设备号和次设备号有什么意义？

A：设备号是用来标识设备的关键信息，主设备号用于标识设备的类型，次设备号用于区分同类型的不同设备。

 

Q：设备树匹配方式有哪些？

A：device和driver匹配方式有4种，如下：

• 设备树（OF）匹配方式：通过设备树中的compatible属性匹配

• ACPI匹配方式：ACPI（Advanced Configuration and Power Interface），通过设备ID编号和驱动ID编号来匹配

• ID Table匹配方式：驱动提供ID Table，设备提供一个ID变量进行匹配

• Name匹配方式：通过比较设备名称和驱动名称来进行匹配。