驅動就是對底層硬件設備的操作進行封裝，并向上層提供函數接口。
設備分類： linux系統將設備分為3類：字符設備、塊設備、網絡設備。
我們來舉一個例子來說一下整體的調用過程
在這里插入圖片描述
我們寫驅動無非就是做添加驅動： 添加驅動做哪些事呢？
設備名
設備號
設備驅動函數 （操作寄存器 來驅動 IO口）
==綜上所述== 如果想要打開dev下面的pin4引腳，過程是：用戶態調用open（“/de/pin4”,O_RDWR）,對于內核來說，上層調用open函數會觸發一個軟中斷（系統調用專用，中斷號是0x80，0x80代表發生了一個系統調用），系統進入內核態，并走到system_call，可以認為這個就是此軟中斷的中斷服務程序入口，然后通過傳遞過來的系統調用號來決定調用相應的系統調用服務程序（在這里是調用VFS中的sys_open）。sys_open會在內核的驅動鏈表里面根據設備名和設備號查找到相關的驅動函數（每一個驅動函數是一個節點），**==驅動函數里面有通過寄存器操控IO口的代碼，進而可以控制IO口實現相關功能==**。
用戶態：
內核態：
==驅動鏈表==
管理所有設備的驅動，添加或查找
添加是發生在我們編寫完驅動程序，加載到內核。
查找是在調用驅動程序，由應用層用戶空間去查找使用open函數。驅動插入鏈表的順序由設備號檢索，就是說主設備號和次設備號除了能區分不同種類的設備和不同類型的設備，還能起到將驅動程序加載到鏈表的某個位置，在下面介紹的驅動代碼的開發無非就是添加驅動（添加設備號、設備名和設備驅動函數）和調用驅動。
補充：
字符設備驅動工作原理 在linux的世界里一切皆文件，所有的硬件設備操作到應用層都會被抽象成文件的操作。我們知道如果應用層要訪問硬件設備，它必定要調用到硬件對應的驅動程序。Linux內核有那么多驅動程序，應用怎么才能精確的調用到底層的驅動程序呢？
==必須知道的知識：==
(1) 當open函數打開設備文件時，可以根據設備文件對應的struct inode結構體描述的信息，可以知道接下來要操作的設備類型（字符設備還是塊設備），還會分配一個struct file結構體。
(2) 根據struct inode結構體里面記錄的設備號，可以找到對應的驅動程序。這里以字符設備為例。在Linux操作系統中每個字符設備都有一個struct cdev結構體。此結構體描述了字符設備所有信息，其中最重要的一項就是字符設備的操作函數接口。
(3) 找到struct cdev結構體后，linux內核就會將struct cdev結構體所在的內存空間首地址記錄在struct inode結構體i_cdev成員中，將struct cdev結構體中的記錄的函數操作接口地址記錄在struct file結構體的f_ops成員中。
(4) 任務完成，VFS層會給應用返回一個文件描述符（fd）。這個fd是和struct file結構體對應的。接下來上層應用程序就可以通過fd找到struct file，然后在struct file找到操作字符設備的函數接口file_operation了。
其中，cdev_init和cdev_add在驅動程序的入口函數中就已經被調用，分別完成字符設備與file_operation函數操作接口的綁定，和將字符驅動注冊到內核的工作。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
void main()
{
int fd,data;
fd=open("/dev/pin4",O_RDWR);
if(fd<0){
printf("open fail\n");
perror("reson:");
}
else{
printf("open successful\n");
}
fd=write(fd,'1',1);
}
-內核驅動 **==最簡單的字符設備驅動框架==**：
#include <linux/fs.h> //file_operations聲明
#include <linux/module.h> //module_init module_exit聲明
#include <linux/init.h> //__init __exit 宏定義聲明
#include <linux/device.h> //class devise聲明
#include <linux/uaccess.h> //copy_from_user 的頭文件
#include <linux/types.h> //設備號 dev_t 類型聲明
#include <asm/io.h> //ioremap iounmap的頭文件
static struct class *pin4_class;
static struct device *pin4_class_dev;
static dev_t devno; //設備號，devno是用來接收創建設備號函數的返回值，銷毀的時候需要傳這個參數
static int major=231; //主設備號
static int minor=0; //次設備號
static char *module_name="pin4"; //模塊名
//led_open函數
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
printk("pin4_open\n"); //內核的打印函數和printf類似
return 0;
}
//led_write函數
static ssize_t pin4_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
printk("pin4_write\n"); //內核的打印函數和printf類似
return 0;
}
//將上面的函數賦值給一個結構體中，方便下面加載到到驅動鏈表中去
static struct file_operations pin4_fops={
//static防止其他文件也有同名pin4_fops
//static限定這個結構體的作用，僅僅只在這個文件。
.owner=THIS_MODULE,
.open=pin4_open,
.write=pin4_write,
};
/*
上面的代碼等同于以下代碼(但是在單片機keil的編譯環境里面不允許以上寫法)：
里面的每個pin4_fops結構體成員單獨賦值
static struct file_operations pin4_fops;
pin4_fops.owner=THIS_MODULE;
pin4_fops.open=pin4_open;
pin4_fops.write=pin4_write;
*/
//static限定這個結構體的作用，僅僅只在這個文件。
int __init pin4_drv_init(void) //真實的驅動入口
{
int ret;
devno=MKDEV(major,minor); //2. 創建設備號
ret=register_chrdev(major, module_name,&pin4_fops);
//3. 注冊驅動 告訴內核，把這個驅動加入到內核驅動的鏈表中
pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//由代碼在dev下自動生成設備,創建一個類
pin4_class_dev=device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);
//創建設備文件，先有上面那一行代碼，創建一個類然后這行代碼，類下面再創建一個設備。
return 0;
}
void __exit pin4_drv_exit(void)
{
device_destroy(pin4_class,devno);//先銷毀設備
class_destroy(pin4_class);//再銷毀類
unregister_chrdev(major, module_name); //卸載驅動
}
module_init(pin4_drv_init); //入口，內核加載驅動的時候，這個宏（不是函數）會被調用，去調用pin4_drv_init這個函數
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
手動創建設備名
驅動模塊代碼編譯（模塊的編譯需要配置過的內核源碼，編譯、連接后生成的內核模塊后綴為.ko，編譯過程首先會到內核源碼目錄下，讀取頂層的Makefile文件，然后再返回模塊源碼所在目錄。）：
#include <linux/fs.h> //file_operations聲明
#include <linux/module.h> //module_init module_exit聲明
#include <linux/init.h> //__init __exit 宏定義聲明
#include <linux/device.h> //class devise聲明
#include <linux/uaccess.h> //copy_from_user 的頭文件
#include <linux/types.h> //設備號 dev_t 類型聲明
#include <asm/io.h> //ioremap iounmap的頭文件
static struct class *pin4_class;
static struct device *pin4_class_dev;
static dev_t devno; //設備號
static int major=231; //主設備號
static int minor=0; //次設備號
static char *module_name="pin4"; //模塊名
//led_open函數
static int pin4_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
printk("pin4_open\n"); //內核的打印函數和printf類似
return 0;
}
//read函數
static int pin4_read(struct file *file,char __user *buf,size_t count,loff_t *ppos)
{
printk("pin4_read\n"); //內核的打印函數和printf類似
return 0;
}
//led_write函數
static ssize_t pin4_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count, loff_t *ppos)
{
printk("pin4_write\n"); //內核的打印函數和printf類似
return 0;
}
static struct file_operations pin4_fops={
.owner=THIS_MODULE,
.open=pin4_open,
.write=pin4_write,
.read=pin4_read,
};
//static限定這個結構體的作用，僅僅只在這個文件。
int __init pin4_drv_init(void) //真實的驅動入口
{
int ret;
devno=MKDEV(major,minor); //創建設備號
ret=register_chrdev(major, module_name,&pin4_fops); //注冊驅動 告訴內核，把這個驅動加入到內核驅動的鏈表中
pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//讓代碼在dev下自動>生成設備
pin4_class_dev=device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name); //創建設備文件
return 0;
}
void __exit pin4_drv_exit(void)
{
device_destroy(pin4_class,devno);
class_destroy(pin4_class);
unregister_chrdev(major, module_name); //卸載驅動
}
module_init(pin4_drv_init); //入口，內核加載驅動的時候，這個宏會被調用，去調用pin4_drv_init這個函數
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
編譯過程中，經歷了這樣的步驟：
先進入Linux內核所在的目錄，并編譯出pin4drive.o文件
運行MODPOST會生成臨時的pin4drive.mod.c文件， 而后根據此文件編譯出pin4drive.mod.o，
之后連接pin4drive.o和pin4drive.mod.o文件得到模塊目標文件pin4drive.ko，
最后離開Linux內核所在的目錄。
將pin4test.c (上層調用代碼) 進行 交叉編譯后發送給樹莓派，就可以看到pi目錄下存在發送過來的.ko文件和pin4test這兩個文件，如下圖所示：
然后使用指令：sudo insmod pin4drive.ko加載內核驅動（相當于通過insmod調用了module_init這個宏，然后將整個結構體加載到驅動鏈表中） 加載完成后就可以在dev下面看到名字為pin4的設備驅動（這個和驅動代碼里面static char *module_name="pin4"; //模塊名這行代碼有關），設備號也和代碼里面相關。
lsmod可以查看驅動已經裝進去了。
然后再次執行pin4test表面上看沒有任何信息輸出，其實內核里面有打印信息只是上層看不到 如果想要查看內核打印的信息可以使用指令：dmesg |grep pin4。 如下圖所示：表示驅動調用成功
在裝完驅動后可以使用指令：sudo rmmod +驅動名（不需要寫ko）將驅動卸載。
大家好，非常高興能跟大家一起聊一聊STM32。
本次培訓呢，主要是介紹一些概念，不做深入的探討。
內容比較多，講的可能會有點快。
本次內容主要分為5個部分。
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