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精通linux設備驅動開發

發布時間:2024-04-15 07:37:33

『壹』 到什麼程度才叫精通linux

許多同學觸摸Linux不多,對Linux渠道的開發更是一竅不通。而如今的趨勢越來越標明,作為一個優秀的軟體開發人員,或計算機IT職業從業人員,把握Linux是一種很主要的營生資本與手法。

下來我將會結合自己的幾年的個人開發經驗,及對 Linux,更是類UNIX系統,及開源軟體文化,談談Linux的學習方法與學習中應該注意的一些事。

就如同剛才說的,很多同學以前可能連Linux是什麼都不知道,對UNIX更是一無所知。所以我們從最基礎的講起,對於Linux及UNIX的歷史我們不做多談,直接進入入門的學習。

Linux入門是很簡單的,問題是你是否有耐心,是否愛折騰,是否不排斥重裝一類的大修。沒折騰可以說是學不好Linux的,鳥哥說過,要真正了解Linux的分區機制,對LVM使用相當熟橡滑練,沒有20次以上的Linux裝機經驗是積累不起來的,所以一定不要怕折騰。

由於大家之前都使用Windows,所以我也盡可能照顧這些「菜鳥」。我的推薦,如果你第一次接觸Linux,那麼首先在虛擬機中嘗試它。虛擬機我推薦Virtual Box,我並不主張使用VM,原因是VM是閉源的,並且是收費的,我不希望推動盜版。當然如果你的Money足夠多,可以嘗試VM,但我要說的是即使是VM,不一定就一定好。

付費的軟體不一定好。

首先,Virtual Box很小巧,Windows平台下安裝包在80MB左右,而VM動輒600MB,雖然功能強大,但資源消耗也多,何況你的需求Virtual Box完全能夠滿足。所以,還是自己選。

如何使用虛擬機,是你的事,這個我不教你,因為很簡單,不會的話Google或Bai都可以,英文好的可以直接看官方文檔。現在介紹Linux發行版的知識。

正如你所見,Linux發行版並非Linux,Linux僅是指操作系統的內核,作為科班出生的你不要讓我解釋,我也沒時間。

我推薦的發行版如下:

UBUNTU 適合純菜鳥,追求穩定的官方支持,對系統穩定性要求較弱,喜歡最新應用,相對來說不太喜歡折騰的開發者。

Debian,相對UBUNTU難很多的發行版,突出特點是穩定與容易使用的包管理系統,缺點是企業支持不足,為社區開發驅動。

Arch,追逐時尚的開發者的首選,優點是包更新相當快,無縫升級,一次安裝基本可以一直運作下去,沒有如UBUNTU那樣的版本概念,說的專業點叫滾動升級,保持你的系統一定是最新的。缺點顯然易見,不穩定。同時安裝配置相對Debian再麻煩點。

Gentoo,相對Arch再難點,考驗使用者的綜合水平,從系統安裝到微調,內核編譯都親歷親為,是高手及黑客顯示自己技術手段,按需配置符合自己要求的系統的首選。

Slackware與Gentoo類似。

CentOS,社區維護的RedHat的復刻版本,完全使用RedHat的源碼重新編譯生成,與RedHat的兼容性在理論上來說是最好的。如果你專注於Linux伺服器,如網路管理,架站,那麼CentOS是你的選擇。

LFS,終極黑客顯擺工具,完全從源代碼安裝,編譯系統。安裝前你得到的只有一份文檔,你要做的就是照文檔你的說明,一步步,一條條命令,一個個軟體包的去構建你的Linux,完全由你自己控制,想要什麼就是什麼。如果你做出了LFS,證明你的Linux功底已經相當不錯,如果你能拿LFS文檔活學活用,再將Linux從源代碼開始移植到嵌入式系統,我敢說中國的企業你可以混的很好。

1、Linux基礎

你得宏如尺挑一個適合你的系統,然後在虛擬機安裝它,開始使用它。如果你想快速學會Linux,我有一個建議就是忘記圖形界面,不要想圖形界面能不能提供你問題的答案,而是滿世界的去找,去問,如何用命令行解決你的問題。

在這個過程中,你最好能將Linux的命令掌握的不錯,起碼常用的命令得知道,同時建立了自己的知識庫,裡面是你積累的各項知識。

2、Linux平台的C/C++開發,同時還有Bash腳本編程[java]

再下個階段,你需要學習的是Linux平台的C/C++開發,同時還有Bash腳本編程,如果你對Java興趣很深還有Java。同樣,建議你蔽高拋棄掉圖形界面的IDE,從VIM開始,為什麼是VIM,而不是Emacs,我無意挑起編輯器大戰,但我覺得VIM適合初學者,適合手比較笨,腦袋比較慢的開發者。 Emacs的鍵位太多,太復雜,我很畏懼。然後是GCC,Make,Eclipse(Java,C++或者)。

雖然將C++列在了Eclipse中,但我並不推薦用IDE開發C++,因為這不是Linux的文化,容易讓你忽略一些你應該注意的問題。 IDE讓你變懶,懶得跟豬一樣。如果你對程序調試,測試工作很感興趣,GDB也得學的很好,如果不是GDB也是必修課。這是開發的第一步,注意我並沒有提過一句Linux系統API的內容,這個階段也不要關心這個。你要做的就是積累經驗,在Linux平台的開發經驗。

我推薦的書如下:C語言程序設計。 C語言,白皮書當然更好。 C++推薦 C++ Primer Plus, Java我不喜歡,就不推薦了,附一個別人的書單:java 入門書籍。工具方面推薦VIM的官方手冊,GCC中文文檔,GDB中文文檔,GNU開源軟體開發指導(電子書),匯編語言程序設計(讓你對庫,鏈接,內嵌匯編,編譯器優化選項有初步了解,不必深度)。

如果你這個階段過不了就不必往下做了,這是底線,最基礎的基礎,否則離開,不要霍霍Linux開發。不專業的Linux開發者作出的程序是與Linux文化或UNIX文化相背的,程序是走不遠的,不可能像Bash,VIM這些神品一樣。所以做不好乾脆離開。

3、UNIX環境高級編程

UNIX環境高級編程堪稱神作,經典中的經典。

接下來進入Linux系統編程,不二選擇,APUE,UNIX環境高級編程,一遍一遍的看,看10遍都嫌少,如果你可以在大學將這本書翻爛,裡面的內容都實踐過,有作品,你口頭表達能力夠強,你可以在面試時說服所有的考官。

(可能有點誇張,但APUE絕對是聖經一般的讀物,即使是Windows程序員也從其中汲取養分, Google創始人的案頭書籍,扎爾伯克的床頭讀物。)

這本書看完後你會對Linux系統編程有相當的了解,知道Linux與Windows平台間開發的差異在哪?它們的優缺點在哪?我的總結如下:做Windows平台開發,很苦,微軟的系統API總在擴容,想使用最新潮,最高效的功能,最適合當前流行系統的功能你必須時刻學習。 Linux不是,Linux系統的核心API就100來個,記憶力好完全可以背下來。而且經久不變,為什麼不變,因為要同UNIX兼容,符合POSIX標准。所以Linux平台的開發大多是專注於底層的或伺服器編程。

這是其優點,當然圖形是Linux的軟肋,但我站在一個開發者的角度,我無所謂,因為命令行我也可以適應,如果有更好的圖形界面我就當作恩賜吧。另外,Windows閉源,系統做了什麼你更本不知道,永遠被微軟牽著鼻子跑,想想如果微軟說Win8不支持QQ,那騰訊不得哭死。而Linux完全開源,你不喜歡,可以自己改,只要你技術夠。

另外,Windows雖然使用的人多,但使用場合單一,專注與桌面。而Linux在各個方面都有發展,尤其在雲計算,伺服器軟體,嵌入式領域,企業級應用上有廣大前景,而且兼容性一流,由於支持POSIX可以無縫的運行在UNIX系統之上,不管是蘋果的Mac還是IBM的AS400系列,都是完全支持的。另外,Linux的開發環境支持也絕對是一流的,不管是C/C++,Java,Bash,Python,PHP,Javascript,。。。。。。就連C#也支持。而微軟除Visual Stdio套件以外,都不怎麼友好,不是嗎?

如果你看完APUE的感觸有很多,希望驗證你的某些想法或經驗,推薦UNIX程序設計藝術,世界頂級黑客將同你分享他的看法。

4、選擇方向:網路,圖形,嵌入式,設備驅動

網路方向:伺服器軟體編寫及高性能的並發程序編寫

現在是時候做分流了。大體上我分為四個方向:網路,圖形,嵌入式,設備驅動。

如果選擇網路,再細分,我對其他的不是他熟悉,只說伺服器軟體編寫及高性能的並發程序編寫吧。相對來說這是網路編程中技術含量最高的,也是底層的。需要很多的經驗,看很多的書,做很多的項目。

我的看法是以下面的順序來看書:

APUE再深讀– 尤其是進程,線程,IPC,套接字

多核程序設計- Pthread一定得吃透了,你很NB

UNIX網路編程– 卷一,卷二

TCP/IP網路詳解– 卷一再看上面兩本書時就該看了

5.TCP/IP 網路詳解– 卷二我覺得看到卷二就差不多了,當然卷三看了更好,努力,爭取看了

6.Lighttpd源代碼- 這個伺服器也很有名了

7.Nginx源代碼– 相較於Apache,Nginx的源碼較少,如果能看個大致,很NB。看源代碼主要是要學習裡面的套接字編程及並發控制,想想都激動。如果你有這些本事,可以試著往暴雪投簡歷,為他們寫伺服器後台,想一想全球的魔獸都運行在你的伺服器軟體上。

Linux內核 TCP/IP協議棧– 深入了解TCP/IP的實現

如果你還喜歡驅動程序設計,可以看看更底層的協議,如鏈路層的,寫什麼路由器,網卡,網路設備的驅動及嵌入式系統軟體應該也不成問題了。

當然一般的網路公司,就算網路級別的也該毫不猶豫的僱用你。只是看後面這些書需要時間與經驗,所以35歲以前辦到吧!跳槽到給你未來的地方!

圖形方向,我覺得圖形方向也是很有前途的,以下幾個方面。

Opengl的工業及游戲開發,國外較成熟。

影視動畫特效,如皮克斯,也是國外較成熟。

GPU計算技術,可以應用在瀏覽器網頁渲染上,GPU計算資源利用上,由於開源的原因,有很多的文檔程序可以參考。如果能進火狐開發,或google做瀏覽器開發,應該會很好。

嵌入式方向:嵌入式方向沒說的,Linux很重要。

掌握多個架構,不僅X86的,ARM的,單片機什麼的也必須得懂。硬體不懂我預見你會死在半路上,我也想走嵌入式方向,但我覺得就學校教授嵌入式的方法,我連學電子的那幫學生都競爭不過。奉勸大家,一定得懂硬體再去做,如果走到嵌入式應用開發,只能祝你好運,不要碰上像Nokia,Hp這樣的公司,否則你會很慘的。

驅動程序設計:

軟體開發周期是很長的,硬體不同,很快。每個月誕生那麼多的新硬體,怎麼讓他們在Linux上作業起來,這是你的作業。由於Linux的兼容性極好,假如不是太低層的驅動,根本C言語就能夠搞定,體系架構的影響不大,由於有體系支撐,你可能做少許更改就能夠在ARM上運用PC的硬體了,所以做硬體驅動開發不像嵌入式,對硬體常識的請求很高。

能夠嫻熟的建立常見的效勞,lnmp,ftp,dns,smba,假如呈現毛病,能夠及時的排除去。。。常常運用Linux,必定能夠變成大神。

原文鏈接:http://www.mage.com/71706.html

『貳』 linux椹卞姩宸ョ▼甯堟湁鍓嶉斿悧linux椹卞姩宸ョ▼甯

Linux鍐呮牳鍜岄┍鍔ㄥ紑鍙戝伐紼嬪笀鐨勫彂灞曞墠鏅鎬庝箞鏍鳳紵

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『叄』 請問做嵌入式linux驅動開發的工作需要對驅動熟練到什麼程度才行

你好,樓主:
我可以給出一些見解,我是通過培訓,然後在此行業工作了近一年。針對你的問題,不同的公司有不同的錄取規則,沒有一個定式。當時找第一份工作前,我也有你的這種困擾,我把我的想法說一下,希望能幫到你。
如果你作為初級驅動工程師去面試,你只需要熟悉一些重要的驅動,比如I2C、SPI,而且自己做過此類驅動的小項目,再針對公司供應職業的需求好好做足功課。這個階段是入職後更專業地學習驅動。
如果你作為資深工程師,有多年經驗,自然地對大部分驅動十分了解,比如USB、網卡、存儲設備等等。
對於驅動框架啊,你一定是要了解並十分熟悉框架的,這樣才可以對相應驅動程序進行填充實現其功能。在面試找工作時這個方面會更重要些,但是我認為只要你認真地研究驅動代碼,是很容易掌握的,關鍵是信心與毅力。
「還有對驅動編寫完後的配置和編譯需要到達什麼程度?」這個問題問的好,這是企業和公司都關心的問題,它關心著產品的市場,至於到什麼程度,基本的功能你一定要很好地實現,如果時間充裕,盡量優化你的代碼,使驅動佔用更少的資源、更省電、數據傳輸更好等等。
以上為個人見解,祝成功!

『肆』 如何學習Linux設備驅動

通常,內核的升級對從事linux應用程序開發的人員來說影響較小,因為系統調用基本保持兼容,影響比較大的是驅動開發人員。每次內核的更新都可能導致許多內核函數原型上的變化,其中既有內核本身提供的函數,也有硬體平台代碼提供的函數,後者變化的更加頻繁。這一點從許多經典書籍就可驗證,當你按照手裡的經典著作,如:Alessandro的《linux設備驅動程序》,編寫驅動時,發現並不能夠成功的在你的linux平台上編譯通過、或不能正常執行,原因就在於你用的內核和書里的不一致。
本文從兩個方面去解釋這個問題,一方面是如何寫好linux設備驅動,另一方面是如何應對不斷升級的內核。
如何寫好Linux設備驅動
Linux設備驅動是linux內核的一部分,是用來屏蔽硬體細節,為上層提供標准介面的一種技術手段。為了能夠編寫出質量比較高的驅動程序,要求工程師必須具備以下幾個方面的知識:
● 熟悉處理器的性能
如:處理器的體系結構、匯編語言、工作模式、異常處理等。對於初學者來說,在還不熟悉驅動編寫方法的情況下,可以先不把重心放在這一項上,因為可能因為它的枯燥、抽象而影響到你對設備驅動的興趣。隨著你不斷地熟悉驅動的編寫,你會很自然的意識到此項的重要性。
● 掌握驅動目標的硬體工作原理及通訊協議
如:串口控制器、顯卡控制器、硬體編解碼、存儲卡控制器、I2C通訊、SPI通訊、USB通訊、SDIO通訊、I2S通訊、PCI通訊等。編寫設備驅動的前提就是需要了解設備的操作方法,所以這些內容的重要程度不言而喻。但不是說要把所有設備的操作方法都熟悉了以後才可以寫驅動,你只需要了解你要驅動的硬體就可以了。
● 掌握硬體的控制方法
如:中斷、輪詢、DMA 等,通常一個硬體控制器會有多種控制方法,你需要根據系統性能的需要合理的選擇操作方法。初學階段以實現功能為目的,掌握的順序應該是,輪詢->中斷->DMA。隨著學習的深入,需要綜合考慮系統的性能需求,採取合適的方法。
● 良好的GNU C語言編程基礎
如:C語言的指針、結構體、內存操作、鏈表、隊列、棧、C和匯編混合編程等。這些編程語法是編寫設備驅動的基礎,無論對於初學者還是有經驗者都非常重要。
● 良好的linux操作系統概念
如:多進程、多線程、進程調度、進程搶占、進程上下文、虛擬內存、原子操作、阻塞、睡眠、同步等概念及它們之間的關系。這些概念及方法在設備驅動里的使用是linux設備驅動區別單片機編程的最大特點,只有理解了它們才會編寫出高質量的驅動。
● 掌握linux內核中設備驅動的編寫介面
如:字元設備的cdev、塊設備的gendisk、網路設備的net_device,以及基於這些基本介面的framebuffer設備的fb_info、mtd設備的mtd_info、tty設備的tty_driver、usb設備的usb_driver、mmc設備的mmc_host等。
Linux內核為設備驅動編寫者提供了標準的介面,驅動編寫者無需精通內核的各個部分,只需要明確內核提供給我們的介面,並實現此介面就可以了。內核提供的介面採用的是面向對象的思路,即把目標設備抽象成一個對象,通常利用一個結構體來描述這個對象。驅動工程師的任務就是實現這個對象。這個結構體中會包含設備的屬性(用變數表示)和操作方法(用函數指針表示)。如:字元設備的cdev
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct mole *owner;
const struct file_operations *ops; // 操作方法結合,其它項都是屬性
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int count;
};
開始階段可以以模仿為主,即套用一些固定的模板、參考常式。
如何應對不斷升級的內核
內核升級對驅動的影響主要體現在,(1)驅動介面定義的變化;(2)內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化;(3)平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化;(4)設備模型的影響。
● 驅動介面定義的變化
如:2.4內核中字元設備驅動的注冊介面是:
int register_chrdev(unsigned int major, const char * name, struct file_operations *fops)
而2.6內核中已經不建議使用這種方法了,改為:
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
這種介面定義及注冊方法帶來的變化,發生的並不頻繁。解決方案是:參考內核中的代碼。這種介面定義及注冊方法在內核中非常容易找到,如:字元設備驅動的注冊方法及介面定義可以參照內核driver/char/目錄下的很多實例。
● 內核的一些功能函數的名稱、參數、頭文件、宏定義的變化
如:中斷注冊函數的格式及參數在2.4內核、2.6內核低版本和高版本之間都存在差別,在2.6.8中,中斷注冊函數的定義為:
int request_irq(unsigned int irq, irqreturn_t (*handler)(int, void *, struct pt_regs *),unsigned long irq_flags, const char * devname, void *dev_id)
irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合: SA_INTERRUPT、SA_SAMPLE_RANDOM、SA_SHIRQ
在2.6.26中,中斷注冊函數的定義為:
int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler,unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
typedef irqreturn_t (*irq_handler_t)(int, void *); irq_flags的取值主要為下面的某一種或組合:(功能和2.6.8的對應)IRQF_DISABLED、IRQF_SAMPLE_RANDOM、IRQF_SHARED
當出現這些問題時,編譯過程中,編譯器會給我們比較明確的錯誤提示,根據這些提示你可以判斷出是否是缺少頭文件問題、是否是函數參數定義有誤等。解決問題的最好辦法還是到你的目標內核中找信息。此時找問題的方法可以藉助於搜索,如:你可以在新的內核中搜索request_irq,看新內核中的驅動是如何使用它的,這種方法非常有效。
● 平台代碼關於硬體操作方面封裝的一些函數的變化
內核中,硬體平台相關的代碼在內核更新過程中變化比較頻繁,和我們的設備驅動也是息息相關,所以在針對一個新內核編寫設備驅動前,一定要熟悉你的平台代碼的結構。有時平台雖然提供了內核要求的介面函數,但使用起來功能卻並不完善。下面還是先舉個例子說明平台代碼更新對設備驅動的影響。
如:在linux-2.6.8內核中,調用set_irq_type(IRQ_EINT0,IRQT_FALLING);去設置S3C2410的IRQ_EINT0的中斷觸發信號類型,你會發現不會有什麼效果。跟蹤代碼發現內核的set_irq_type函數需要平台提供一個針對硬體平台的實現函數
static struct irqchip s3c_irqext_chip = {
.mask = s3c_irqext_mask,
.unmask = s3c_irqext_unmask,
.ack = s3c_irqext_ack,
.type = s3c_irqext_type
};
s3c_irqext_type就是linux內核需要的實現函數,而s3c_irqext_type在2.6.8中的實現為: static int s3c_irqext_type(unsigned int irq, unsigned int type)
{
irqdbf("s3c_irqext_type: called for irq %d, type %d\n", irq, type);
return 0;
}
原來並沒有實現。而在較高版本的內核,如2.6.26內核中,這個函數是實現了的。所以你一定要小心。當平台函數不好用時,一定要查查原因,或者直接操作硬體寄存器來達到目的。
● 2.6內核設備模型對驅動的影響
在2.6內核中寫設備驅動和在2.4內核中有著很大的不同,主要就是在設備驅動中融入了比設備驅動本身結構還復雜、還難以理解的設備模型。初學驅動時你可以不理會設備模型,但你會發現內核里的驅動代碼基本上都是融入了設備模型的了。所以很多時候你不得不面對現實,還是要弄懂它,並且它也的注冊方法也會隨著內核的升級而發生變化。解決此類問題的最好方法還是參考目標內核驅動代碼。

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