嵌入式Linux设备驱动程序设计与实现

论文摘要

与其它操作系统相比,Linux操作系统在安全性和可靠性方面是很出色的。而且它的内核源代码开放,使用者在这基础上可以开发出满足自己要求的嵌入式操作系统。Linux操作系统的这些特点使它在很多领域得到了应用,计算机上使用的外设很多,研究它们的驱动程序也变得很有必要。高效、稳定的驱动程序可以充分发挥计算机外部设备的优越性能,同时它也是整个系统可靠运行的前提。设备驱动程序在Linux内核中扮演着特殊的角色,它是进入Linux内核世界的大门。对嵌入式Linux设备驱动的研究,有助于深入理解嵌入式Linux内核代码。此外,硬件必须有配套的驱动程序才能正常工作,由于嵌入式设备的种类繁多特点决定了不同的嵌入式产品在开发时都必须设计自己的设备驱动程序,使得设备驱动程序的开发在整个嵌入式系统开发工作中占有举足轻重的地位。因此,对嵌入式Linux设备驱动的研究具有重要的社会和商业价值。本文首先对Linux设备驱动程序和嵌入式设备驱动程序进行了介绍。接着对两种基本类型外部设备(字符设备,网络设备)的驱动程序作了分析,并以不同类型的设备驱动程序的开发为例,描述了开发不同类型的设备驱动程序的一般方法和步骤。这些步骤完成了驱动程序中与内核相关的几乎所有事务,包括设备的注册和注销、设备的打开和关闭、读写,系统调用的统一接口、数据从内核内存传送到用户内存的方法等。对内存的使用和设备的访问方式,本文也作了详细的说明。有了以上的基础,开发者只需再熟悉外部设备的使用方法和数据格式等硬件信息,一个完整的驱动程序就很容易写成了。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 嵌入式系统的基本概念
• 1.2 嵌入式Linux
• 1.3 研究意义
• 1.4 论文结构
• 第2章 Linux设备驱动程序
• 2.1 设备的分类及特点
• 2.2 设备驱动程序概念
• 2.3 设备驱动程序的基本结构
• 2.4 Linux设备驱动与整个软硬件系统的关系
• 2.5 驱动程序开发流程
• 2.6 硬件平台
• 2.7 本章小结
• 第3章 嵌入式Linux系统的移植
• 3.1 开发环境搭建
• 3.2 U-boot的移植
• 3.2.1 U-boot介绍
• 3.2.2 U-boot移植
• 3.3 Linux2.6内核的移植
• 3.3.1 内核配置
• 3.3.2 内核配置与编译
• 3.4 JFFS2根文件系统的构建
• 3.5 本章小结
• 第4章 字符设备驱动程序设计
• 4.1 Linux字符设备驱动结构
• operations结构体'>4.1.1 file_operations结构体
• 4.1.2 file结构
• 4.1.3 inode结构
• 4.2 Linux字符设备驱动的开发
• 4.3 触摸屏驱动程序设计
• 4.3.1 触摸屏的硬件介绍
• 4.3.2 触摸屏驱动程序实现
• 4.3.3 触摸屏校正
• 4.4 本章小结
• 第5章 Linux网络设备驱动设计
• 5.1 嵌入式Linux网络驱动程序介绍
• 5.2 嵌入式Linux网络驱动程序的体系结构和实现原理
• 5.2.1 Linux网络设备驱动的体系结构
• device数据结构'>5.2.2 net_device数据结构
• 5.2.3 网络驱动程序的编写及实现原理
• 5.3 将设备驱动模块编译进内核
• 5.4 CS8900网卡设备驱动设计
• 5.4.1 CS8900网卡硬件描述
• 5.4.2 CS8900网卡驱动设计分析
• 5.4.3 具体实现方案
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文