Linux 设备和驱动的相遇
本文结合设备信息集合的详细讲解来认识一下设备和驱动是如何绑定的。所谓设备信息集合，就是根据不同的外设寻找各自的外设信息，我们知道一个完整的开发板有 CPU 和各种控制器（如 I2C 控制器、SPI 控制器、DMA 控制器等），CPU 和控制器可以统称为 SOC，除此之外还有各种外设 IP，如 LCD、HDMI、SD、CAMERA 等，如下图：
我们看到一个开发板有很多的设备，这些设备是如何一层一层展开的呢？设备和驱动又是如何绑定的呢？我们带着这些疑问进入本节的主题。
各级设备的展开内核启动的时候是一层一层展开地去寻找设备，设备树之所以叫设备树也是因为设备在内核中的结构就像树一样，从根部一层一层的向外展开，为了更形象的理解来看一张图：
大的圆圈中就是我们常说的 soc，里面包括 CPU 和各种控制器 A、B、I2C、SPI，soc 外面接了外设 E 和 F。IP 外设有具体的总线，如 I2C 总线、SPI 总线，对应的 I2C 设备和 SPI 设备就挂在各自的总线上，但是在 soc 内部只有系统总线，是没有具体总线的。
第一节中讲了总线、设备和驱动模型的原理，即任何驱动都是通过对应的 ...
Linux内核启动之zImage自解压过程
1、zImage来历顶层vmlinux —->
arch/arm/boot/Image —>
arch/arm/boot/compressed/piggy.gz —>
arch/arm/boot/compressed/vmlinux —>
arch/arm/boot/zImage
如果要分析zImage的反汇编反汇编文件，可将arch/arm/boot/compressed/vmlinux进行反汇编，
arm-linux-xxx-objdump –d vmlinux > vmlinux.dis
对顶层的vmlinux反汇编得到的是未压缩的内核的反汇编文件，这个vmlinux才是真正的Linux内核。
2、piggy.gz压缩文件的特点gzip -f -9 < Image > piggy.gz
在piggy.gz的结尾四个字节表示的是 Image 镜像的大小，并且是以小 ...
Linux内核字符设备Character Device
1、前言上文中我们分析了虚拟文件系统的结构以及常见的文件操作从用户态到虚拟文件系统再到底层实际文件系统的过程。而实际上我们并没有说明实际的文件系统如ext4是如何和磁盘进行交互的，这就是本文和下篇文章的重点：I/O之块设备和字符设备。输入输出设备我们大致可以分为两类：块设备（Block Device）和字符设备（Character Device）。
块设备将信息存储在固定大小的块中，每个块都有自己的地址。如硬盘就是常见的块设备。
字符设备发送或接收的是字节流，而不用考虑任何块结构，没有办法寻址。如鼠标就是常见的字符设备。
本文首先介绍虚拟文件系统下层直至硬件输入输出设备的结构关系，然后重点分析字符设备相关的整体逻辑情况。
2、 I/O架构由于各种输入输出设备具有不同的硬件结构、驱动程序，因此我们采取了设备控制器这一中间层对上提供统一接口。设备控制器通过缓存来处理CPU和硬件I/O之间的交互关系，通过中断进行通知，因此我们需要有中断处理器对各种中断进行统一。由于每种设备的控制器的寄存器、缓冲区等使用模式，指令都不同，所以对于操作系统还需要一层对接各个设备 ...
Linux内核设备信息集合
本文结合设备信息集合的详细讲解来认识一下设备和驱动是如何绑定的。所谓设备信息集合，就是根据不同的外设寻找各自的外设信息，我们知道一个完整的开发板有 CPU 和各种控制器（如 I2C 控制器、SPI 控制器、DMA 控制器等），CPU和控制器可以统称为 SOC，除此之外还有各种外设 IP，如 LCD、HDMI、SD、CAMERA 等，如下图：
我们看到一个开发板上有很多的设备，这些设备是如何一层一层展开的呢？设备和驱动又是如何绑定的呢？我们带着这些疑问进入本节的主题。
各级设备的展开内核启动的时候是一层一层展开地去寻找设备，设备树之所以叫设备树也是因为设备在内核中的结构就像树一样，从根部一层一层的向外展开，为了更形象的理解来看一张图：
大的圆圈中就是我们常说的 soc，里面包括 CPU 和各种控制器 A、B、I2C、SPI，soc 外面接了外设 E 和 F。IP 外设有具体的总线，如 I2C 总线、SPI 总线，对应的 I2C 设备和 SPI 设备就挂在各自的总线上，但是在 soc 内部只有系统总线，是没有具体总线的。
第一节中讲了总线、设备和驱动模型的原理，即任何驱动都是通过对应的 ...
Linux内核设备驱动IO流程详解
我们之前的文章提到了操作系统的三个抽象，它们分别是进程、地址空间和文件，除此之外，操作系统还要控制所有的 I/O 设备。操作系统必须向设备发送命令，捕捉中断并处理错误。它还应该在设备和操作系统的其余部分之间提供一个简单易用的接口。操作系统如何管理 I/O 是我们接下来的重点。
不同的人对 I/O 硬件的理解也不同。对于电子工程师而言，I/O 硬件就是芯片、导线、电源和其他组成硬件的物理设备。而我们程序员眼中的 I/O 其实就是硬件提供给软件的接口，比如硬件接受到的命令、执行的操作以及反馈的错误。我们着重探讨的是如何对硬件进行编程，而不是其工作原理。
I/O 设备什么是 I/O 设备？I/O 设备又叫做输入/输出设备，它是人类用来和计算机进行通信的外部硬件。输入/输出设备能够向计算机发送数据（输出）并从计算机接收数据（输入）。
I/O 设备(I/O devices)可以分成两种：块设备(block devices) 和 字符设备(character devices)。
...
Linux内核设备驱动硬件UART外设
今天给大家分享的是IAR下调试信息输出机制之硬件UART外设。
在嵌入式世界里，输出打印信息是一种非常常用的辅助调试手段，借助打印信息，我们可以比较容易地定位和分析程序问题。在嵌入式应用设计里实现打印信息输出的方式有很多，本系列将以 IAR 环境为例逐一介绍 ARM Cortex-M 内核 MCU 下打印信息输出方法。
本篇是第一篇，我们先介绍最常见的输出打印信息方式，即利用 MCU 芯片内的硬件 UART 外设。本篇其实并不是要具体介绍 UART 外设模块使用方法，而是重点分析 IAR 下是如何联系 C 标准头文件 stdio.h 定义的 printf() 函数与 UART 外设底层驱动函数的。
Note：本文使用的 IAR EWARM 软件版本是 v9.10.2。
1、打印输出整体框图首先，介绍一下打印输出方法整体软硬件框图，硬件上主要是 PC 主机、MCU 目标板、一根连接线（连接线有两种方案：一种是 RS232 串口线、另一种是 TTL 串口转 USB 模块板）。
软件上 PC 这边需要安装一个串口调试助手软件，然后目标板 MCU 应用程序需要包含打印输出相关代码，当 MC ...
Linux内核设备驱动设备树概念与使用
一、设备树概念以及作用1.1设备树概念设备树(Device Tree)，将这个词分开就是“设备”和“树”，描述设备树的文件叫做 DTS(DeviceTree Source)，这个 DTS 文件采用树形结构描述板级设备，也就是开发板上的设备信息，比如CPU 数量、 内存基地址、 IIC 接口上接了哪些设备、 SPI 接口上接了哪些设备等等，如图 所示：
在图中，树的主干就是系统总线， IIC 控制器、 GPIO 控制器、 SPI 控制器等都是接到系统主线上的分支。IIC 控制器有分为 IIC1 和 IIC2 两种，其中 IIC1 上接了 FT5206 和 AT24C02这两个 IIC 设备， IIC2 上只接了 MPU6050 这个设备。 DTS 文件的主要功能就是按照图所示的结构来描述板子上的设备信息， DTS 文件描述设备信息是有相应的语法规则要求的，稍后我们会详细的讲解 DTS 语法规则。
1.2设备树引用以及概念以LED驱动为例，如果你要更换LED所用的GPIO引脚，需要修改驱动程序源码、重新编译驱动、重新加载驱动。
在内核中，使用同一个芯片的板子，它们所用的外设资源不一样，比 ...
Linux内核驱动之GPIO子系统API接口
1、前言在嵌入式Linux开发中，对嵌入式SoC中的GPIO进行控制非常重要，Linux内核中提供了GPIO子系统，驱动开发者在驱动代码中使用GPIO子系统提供的API函数，便可以达到对GPIO控制的效果，例如将IO口的方向设置为输入或输出，当IO口的方向为输入时，可以通过调用API函数获取相应的IO口电平，当IO口设置为输出方向时，可以调用相关的API函数去设置IO口电平，本文将简单描述如何去使用Linux内核中GPIO子系统的API接口。
下图是Linux内核中GPIO子系统的软件驱动分层图：
2、常用API接口当我们在驱动代码中要使用内核中提供的GPIO子系统，需要在驱动代码中包含<linux/gpio.h>头文件，另外，关于API接口函数的实现在内核源码drivers/gpio/gpiolib.c文件中，关于GPIO子系统的使用说明文档为Documentation/gpio.txt，该文档具有更详细的使用说明，接下来，将简单介绍一下常用的API接口。
123456789101112/* * "valid" ...
Linux操作系统学习之字符设备
一. 前言 上文中我们分析了虚拟文件系统的结构以及常见的文件操作从用户态到虚拟文件系统再到底层实际文件系统的过程。而实际上我们并没有说明实际的文件系统如ext4是如何和磁盘进行交互的，这就是本文和下篇文章的重点：I/O之块设备和字符设备。输入输出设备我们大致可以分为两类：块设备（Block Device）和字符设备（Character Device）。
块设备将信息存储在固定大小的块中，每个块都有自己的地址。如硬盘就是常见的块设备。
字符设备发送或接收的是字节流，而不用考虑任何块结构，没有办法寻址。如鼠标就是常见的字符设备。
本文首先介绍虚拟文件系统下层直至硬件输入输出设备的结构关系，然后重点分析字符设备相关的整体逻辑情况。
二. I/O架构 由于各种输入输出设备具有不同的硬件结构、驱动程序，因此我们采取了设备控制器这一中间层对上提供统一接口。设备控制器通过缓存来处理CPU和硬件I/O之间的交互关系，通过中断进行通知，因此我们需要有中断处理器对各种中断进行统一。由于每种设备的控制器的寄存器、缓冲区等使用模式，指令都不同，所以对于操作系统还需要一 ...
Linux内核IO基础知识与概念
什么是 IO在计算机操作系统中，所谓的I/O就是 输入（Input）和输出（Output），也可以理解为读（Read）和写（Write)，针对不同的对象，I/O模式可以划分为磁盘IO模型和网络IO模型。
IO操作会涉及到用户空间和内核空间的转换，先来理解以下规则：
内存空间分为用户空间和内核空间，也称为用户缓冲区和内核缓冲区；
用户的应用程序不能直接操作内核空间，需要将数据从内核空间拷贝到用户空间才能使用；
无论是read操作，还是write操作，都只能在内核空间里执行；
磁盘IO和网络IO请求加载到内存的数据都是先放在内核空间的；
再来看看所谓的读（Read）和写（Write)操作：
读操作：操作系统检查内核缓冲区有没有需要的数据，如果内核缓冲区已经有需要的数据了，那么就直接把内核空间的数据copy到用户空间，供用户的应用程序使用。如果内核缓冲区没有需要的数据，对于磁盘IO，直接从磁盘中读取到内核缓冲区（这个过程可以不需要cpu参与）。而对于网络IO，应用程序需要等待客户端发送数据，如果客户端还没有发送数据，对应的应用程序将会被阻塞，直到客户端发送了数据，该 ...
