Linux设备驱动开发详解：基于最新的Linux 4.0内核 Linux内核自其诞生以来，就不断地进化和升级，以适应硬件技术的发展和用户需求的变化。本书《Linux设备驱动开发详解：基于最新的Linux 4.0内核》针对Linux操作系统中的一个重要组成部分——设备驱动进行了深入探讨。在4.0版本的Linux内核发布之际，作者宋宝华对这一重要内核版本中的设备驱动开发技术进行了详细解析。 Linux 4.0内核相较于之前的版本，在多方面进行了优化和改进。它对硬件的支持更加广泛，性能也得到了提升，尤其是在并行处理和内存管理上。本书以这个内核版本为基准，详细介绍了Linux设备驱动的架构、开发方法和编程技术。内容覆盖了字符设备驱动、块设备驱动、网络设备驱动以及USB设备驱动等多种类型，同时对现代Linux驱动开发中不可或缺的并发控制、内存管理、中断处理等内容也有深入讲解。 作者在书中强调了模块化编程的概念，这是因为Linux内核采用的就是模块化的设计思想，通过加载和卸载模块的方式动态管理硬件设备。模块化使得内核可以更加轻量化，同时也提高了系统的可扩展性和稳定性。书中对如何编写可加载的内核模块进行了指导，并且介绍了模块在内核中的注册机制。 针对设备驱动开发中常见的并发控制问题，书中详细阐述了锁的使用、原子操作和无锁编程等技术。并发控制是保证数据一致性和系统稳定性的重要手段，在多处理器系统和中断驱动的场景中尤为重要。作者还讲解了内核中并发控制的高级话题，比如读写锁、顺序锁等。 内存管理是设备驱动开发中另一个核心议题，尤其是在内核空间和用户空间之间传输数据时。作者宋宝华在书中介绍了Linux内核提供的内存分配和释放接口，以及如何安全有效地进行内存操作。同时，书中也不乏对内存池和大页内存使用的讨论。 Linux作为一个以网络为核心的操作系统，对网络设备的支持自然不会缺少。作者花了相当的篇幅讲解网络子系统的架构以及网络设备驱动的开发。内容涵盖了网络接口的注册和注销、数据包的接收和发送机制等。 在硬件接口方面，USB设备因其广泛的使用成为了本书的重点内容之一。宋宝华详细介绍了USB设备的工作原理、USB驱动的结构和USB核心API的使用。此外，对于现代硬件设备中常见的电源管理和热插拔机制也有相应的章节进行讲解。 除了上述内容外，本书还对Linux内核调试技术进行了介绍，这是开发者在开发过程中不可或缺的一部分。作者分享了使用printk、kgdb等工具进行内核调试的经验和技巧。 《Linux设备驱动开发详解：基于最新的Linux 4.0内核》是一本全面覆盖Linux 4.0内核下设备驱动开发的参考资料。无论对于初学者还是有一定基础的开发者，书中丰富的实例和深入的分析都能提供实质性的帮助。

15.6 绘制三维流场剖面图 三维流场图（矢量图、散点图、流线图等）的处理方法和二维数据处理方法基本相同。 TECPLOT 中还有针对三维数据的特殊绘图格式——剖面图。剖面图可以用来观察流场内部 数据变化，所以也是经常使用的后处理工具。剖面图分三种类型：第一种是根据数值大小 进行的剖切，称为数值剖切（Value-Blanking）；第二种是根据有序数据在 X、Y、Z 方向上 的序列号 IJK 的取值范围进行的剖切，称为 IJK 剖切（IJK-Blanking）；第三种是根据图形 到屏幕之间的距离进行的剖切，称为深度剖切（Depth-Blanking）。 剖面图的制作是在 Style（风格）菜单中进行的。这里以 TECPLOT 提供的示例文件 ijkortho.plt 为例逐个进行讲解。示例文件 ijkortho.plt 位于 TECPLOT 的安装目录 TEC90 下， 路径为 Demo/plt/ijkortho.plt。首先加载 ijkortho.plt 文件，然后取消对 Mesh（网格）的选择， 并选择 Contour（等值线），然后将 V5：E 设为显示变量，结果如图 15-21 所示。 图 15-21 示例文件 ijkortho.plt 的等值线图 1. 数值剖切（Value-Blanking） 数值剖切将剖切范围与某个变量相联系，根据变量的变化范围确定剖切区域。数值剖切 的设置是在 Value-Blanking（数值剖切）窗口中进行的。执行下列菜单操作，打开这个窗口， 如图 15-22 所示： Style -> Value Blanking 首先，选中 Include Value Blanking（包含数值剖切）选项，表示在图形显示中将使用数 值剖切。

《TMS320VC5509主机PC端USB设备驱动源文件详解》 TMS320VC5509是一款由Texas Instruments（TI）公司推出的高性能数字信号处理器（DSP），广泛应用于通信、音频处理、视频编码等多个领域。在与个人计算机（PC）进行通信时，常常需要通过USB接口进行数据传输。本文将深入探讨TMS320VC5509在作为USB设备时，如何在PC端实现驱动程序的设计和开发。 USB设备驱动程序是操作系统与硬件之间的桥梁，它负责解析来自操作系统层的命令，将其转换为硬件可以理解的语言，并将硬件的响应反馈给操作系统。对于TMS320VC5509这样的嵌入式设备来说，驱动程序的编写尤为重要，因为这直接影响到PC与设备间的通信效率和稳定性。 我们需要了解USB协议的基础知识。USB协议定义了设备类（Device Class）、设备描述符（Device Descriptor）、配置描述符（Configuration Descriptor）等核心概念，这些都是构建USB驱动的基础。在TMS320VC5509的驱动开发中，必须遵循USB规范，正确地设置这些描述符，以确保设备能够被PC识别并正确配置。 驱动程序通常分为用户模式驱动和内核模式驱动。对于TMS320VC5509，我们通常会开发内核模式驱动，因为它可以直接访问硬件资源，提高数据传输速度。内核模式驱动需要实现设备枚举、设备初始化、中断处理等功能，同时还需要处理USB设备的状态变化，如连接、断开、挂起和恢复等。 在实现驱动的过程中，我们需要关注以下几个关键点： 1. 设备枚举：当USB设备插入后，驱动程序需要识别设备，并根据设备描述符来确定设备的类型和功能。 2. 配置选择：驱动程序需要根据配置描述符来设置设备的工作模式。 3. 数据传输：驱动程序需要管理USB端点（Endpoint），并实现控制传输、批量传输、中断传输和同步传输。 4. 中断处理：当TMS320VC5509发送或接收数据时，可能会触发中断，驱动程序需要正确响应这些中断事件。 5. 错误处理：驱动程序应具有良好的错误处理机制，以应对USB通信中的各种异常情况。 在开发过程中，TI公司通常会提供相关的软件开发工具和库，如CCS（Code Composer Studio）集成开发环境，以及包含USB驱动框架的SDK。开发者可以通过这些工具来简化驱动开发，减少底层USB协议的实现难度。 "www.pudn.com.txt"和"TMS320VC5509主机PC端USB设备驱动源文件"这两个文件可能包含了详细的驱动源代码和相关文档，对理解驱动程序的实现逻辑和调试过程至关重要。开发者可以通过阅读和分析这些源代码，深入了解驱动的架构和实现细节。 TMS320VC5509的PC端USB设备驱动开发是一项技术含量高、涉及面广的工作，需要对USB协议有深入理解，同时具备扎实的C语言编程基础和驱动开发经验。通过不断的实践和学习，开发者才能构建出高效、稳定的驱动程序，确保TMS320VC5509与PC之间的数据通信顺畅无阻。

本文将纵览几种常用的内存映射I/O方法,它们经常出现于旧的嵌入式应用中。它们涵盖的范围，包括从对中断服务例程的特殊使用和用户线程对硬件访问，到出现于有些ROTS中的半规范化驱动程序模型。它对于移植RTOS 代码到规范化模式的Linux设备启动程序具有启发性，并且介绍了一些方法。特别地，本文会重点讨论和比较RTOS代码中的内存映射，Linux基于 I/O调度队列的移植，和重新定义RTOS I/O，以便在本地Linux 驱动程序和守护进程里应用。 在嵌入式Linux系统中，移植实时设备驱动程序是一个关键任务，特别是在当今许多嵌入式系统选择Linux作为其操作系统的情况下。Linux已经占据了大约1/3到1/2的新32位和64位嵌入式设计，尤其在NAS/SAN存储、家庭娱乐设备和手持/无线设备等领域广泛应用。随着旧的RTOS（实时操作系统）如VxWorks、pSOS等的项目转向Linux，移植原有的硬件接口代码成为了一个重要的议题。 移植工作主要关注的是如何将RTOS的I/O接口和硬件访问方式转换为Linux的规范化设备驱动程序模型。传统的RTOS往往没有明确的驱动程序模型，而是直接通过内存映射访问硬件，甚至允许用户空间程序直接进行I/O操作。这在RTOS中虽然可以提高性能，但带来了安全性和实时性的挑战。 在线内存映射访问是RTOS中常见的一种I/O方式，通过直接定义寄存器地址并进行读写操作。但在Linux中，这种做法并不适用，因为Linux内核将中断处理和内存访问控制在内核空间进行，以确保系统的稳定性和安全性。因此，移植时需要将直接的I/O操作转换为使用`mmap()`等系统调用来实现，但这仅适用于某些简单的原型设计，无法满足中断处理和实时响应的需求。 RTOS的中断服务例程在Linux中是内核的一部分，而在RTOS中，中断服务例程往往是自由形态的，可以直接调用库函数，但这也可能导致可重入性和可移植性问题。在移植过程中，需要将中断服务例程的控制转移到内核，并确保与Linux的中断处理机制兼容，可能涉及到中断处理程序的注册、中断仲裁和调度。 为了成功移植RTOS的驱动程序，开发者需要理解Linux的I/O调度队列机制，这是一个更为规范化的过程，用于管理和同步设备的读写操作。此外，可能需要重新设计RTOS中的I/O模型，使其能够在Linux的内核驱动或用户空间守护进程中有效地工作。 向嵌入式Linux移植实时设备驱动程序涉及到对RTOS中非规范化I/O模型的理解和重构，包括内存映射访问、中断服务例程的转换，以及适应Linux内核的中断处理和I/O调度机制。这个过程需要深入理解Linux内核的工作原理，同时也要求对原有的RTOS代码有透彻的认识，以确保移植后的驱动程序既能够保持实时性，又能够充分利用Linux的稳定性、安全性和可扩展性。

### Linux设备驱动模型详解 #### 一、嵌入式设备基本概念及Linux设备驱动模型概述 在嵌入式系统开发中，理解设备驱动模型是非常重要的一步。本文将围绕AHB/APB/PCI总线以及相关的Linux设备驱动模型展开讨论。 **嵌入式设备基本概念** - **SoC (System on Chip)**：指将一个完整系统的各个主要组成部分整合到单一的集成电路芯片上的技术。 - **AHB (Advanced High-performance Bus)**：这是一种高速总线，通常用于连接高性能的处理器内核和其他高速设备。 - **APB (Advanced Peripheral Bus)**：这是一种低速总线，主要用于连接低速外设。 - **PCI (Peripheral Component Interconnect)**：一种广泛使用的I/O总线标准，用于连接计算机主板和各种扩展卡。 - **UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)**：一种常用的串行通信协议，常用于计算机与外部设备之间的数据传输。 - **SPI (Serial Peripheral Interface)**：一种同步串行通信接口标准，用于快速的短距离通信。 - **GPIO (General Purpose Input Output)**：一种可以由软件配置成输入或输出的引脚。 - **MDIO (Management Data Input/Output)**：一种串行通信总线，用于连接管理器件与具备管理功能的收发器。 - **PLL (Phase Locked Loop)**：锁相环，是一种电路，能够锁定输入信号的频率，常用于时钟信号的产生和调整。 - **系统频率的调整**：通过倍频器和分频器来调整时钟频率，为不同的设备提供合适的时钟信号。 #### 二、Linux设备驱动模型 Linux设备驱动模型主要包括三个核心组件：总线、设备和驱动。 1. **总线 (Bus)** - 定义了设备与驱动之间如何交互的标准，如AHB、APB和PCI总线。 - 总线的`match`函数负责匹配驱动与设备。 2. **设备 (Device)** - 代表硬件设备的抽象，包括其属性和操作。 - 当设备被注册时，它会被添加到特定的总线上。 3. **驱动 (Driver)** - 控制设备的具体软件实现。 - 包含了初始化、配置、清理等功能。 **设备驱动模型的工作流程** - **总线注册与初始化** - 在内核启动过程中，总线会被注册。 - 例如，对于SoC平台总线，在内核初始化时，会调用`bus_register(&platform_bus_type)`。 - `platform`总线用于连接各类采用`platform`机制的设备，并且只需要注册和初始化一次。 - **设备注册** - 使用`platform_device_register()`来注册设备。 - 调用`pdev->dev.bus = &platform_bus_type->device_add()`，将设备添加到总线上。 - **驱动注册** - 驱动的注册过程涉及多个步骤。 - 使用`platform_driver_register()`进行注册。 - 注册后会调用`driver_probe_device()`，进一步调用驱动的`probe`函数进行设备探测。 - 探测成功后，设备会被绑定到相应的驱动上。 - `probe`函数的功能包括获取设备资源、内存映射、申请中断等。 #### 三、实例分析 以`ath9k`无线网卡驱动为例： 1. **注册** - 在驱动初始化函数`ath9k_init()`中，使用`module_init`注册驱动。 - 调用`ath_pci_init`和`ath_ahb_init`来进行更具体的初始化工作。 2. **初始化** - 初始化过程中，会调用`ieee80211_alloc_hw`等函数来分配硬件资源。 #### 四、总结 Linux设备驱动模型通过定义一套统一的接口和机制，简化了驱动程序的开发和维护工作。通过对总线、设备和驱动的抽象，使得不同的硬件设备可以通过相似的方式进行管理和控制。了解这些基础概念对于深入学习Linux操作系统和嵌入式系统具有重要意义。

在现代汽车电子和工业控制系统中，CAN（Controller Area Network）总线技术因其高速、高可靠性而被广泛应用。Kvaser作为知名的CAN设备制造商，提供了丰富的CAN接口硬件产品及其相应的驱动和软件工具，以支持CAN网络的开发、测试和维护。 本安装包包含了Kvaser CAN设备的驱动程序，用户在Windows操作系统环境下，通过执行提供的安装程序，能够快速简便地完成驱动安装。安装完成后，用户便可以使用Kvaser硬件进行CAN网络的通信任务。 同时，该安装包还包含了模拟测试CAN通讯软件。这类软件允许用户在没有实际CAN硬件设备的情况下，模拟CAN总线通信环境，进行软件层面的测试和开发工作。这对于开发者来说是一个非常实用的功能，因为在开发阶段可能还没有足够的硬件资源进行测试，或者在某些场合需要进行远程故障诊断和模拟分析时，软件模拟测试工具便显得尤为重要。 驱动安装程序"kvaser_drivers_setup_5_45_724.exe"是Kvaser官方发布的驱动安装程序，其版本号为5.45.724。这个程序负责将Kvaser CAN设备的驱动安装到Windows系统中，并进行必要的配置，确保硬件设备能够被系统识别和正常工作。 模拟测试软件"kvaser_canking_setup_6_27_701.exe"则提供了版本号为6.27.701的模拟测试环境。该软件通过模拟真实的CAN网络通信，帮助工程师测试CAN总线上的设备通信协议实现、诊断通信问题、验证网络性能等。通过软件模拟，可以在没有真实物理CAN设备参与的情况下，对CAN网络进行设计验证，或者进行教学和培训等用途。 这个安装包对于那些在Windows环境下需要与Kvaser CAN设备打交道的工程师、开发者或研究人员来说，是一个非常实用的工具。它不仅能够帮助用户快速安装和配置硬件驱动，还能够提供一个强大的CAN通讯模拟测试环境，为CAN网络的开发和维护工作提供了极大的便利。

pixel7设备驱动文件

基于Rust语言实现的2022年春季学期ucore操作系统实验教学项目_包含lab1-lab5五个实验模块_操作系统内核开发_进程管理_内存管理_文件系统_设备驱动_中断处理_系统.zip扣子COZE AI 编程案例 本文档是关于基于Rust语言实现的ucore操作系统实验教学项目，项目包含了五个实验模块，涉及操作系统内核开发的多个核心领域。Rust语言因其高效、安全的特性，被用于构建ucore操作系统，这是一个教学操作系统，旨在帮助学生深入理解操作系统底层原理。 五个实验模块包括： 1. 进程管理：在这个模块中，学生将学习如何在ucore中创建、调度和管理进程。进程管理是操作系统的核心功能，它涉及到进程的创建、终止、阻塞和唤醒等操作，以及进程间的同步和通信机制。 2. 内存管理：内存管理模块涵盖了虚拟内存的管理、物理内存的分配与回收、内存映射等知识点。这部分内容是理解操作系统如何高效利用物理内存的关键。 3. 文件系统：文件系统模块让学生有机会学习操作系统是如何组织和管理数据存储的。包括文件的创建、删除、读写操作，以及目录的管理。 4. 设备驱动：在设备驱动模块中，学生将接触到如何为操作系统编写设备驱动程序，这是连接硬件和软件的桥梁，学习如何控制和访问各种硬件设备。 5. 中断处理：中断处理模块涉及操作系统对硬件中断的响应机制。中断是操作系统处理各种事件，如输入输出请求、异常情况等的重要方式。 此外，文档中提到的“附赠资源.docx”可能是对实验指导或额外教学材料的文档，而“说明文件.txt”则可能包含项目的安装指南、使用说明或实验要求等。“OS_lab-master”是一个代码库，可能包含了实验项目的所有源代码和相应的实验指导。 Rust语言的引入为操作系统教学带来了新的视角。传统上，操作系统课程多使用C语言进行教学，因为C语言接近硬件，运行效率高。然而，Rust语言提供了内存安全保证，能够避免C语言中常见的内存错误，如空指针解引用、缓冲区溢出等。这使得学生在学习操作系统原理的同时，也能接触到现代编程语言的安全特性，从而更好地准备他们面对现代软件开发挑战。 Rust语言的引入还反映了操作系统课程与时俱进的趋势。随着技术的发展，操作系统越来越注重跨平台、安全性和并发性，Rust语言恰好满足了这些需求。通过使用Rust语言实现操作系统，学生能够更加深刻地理解操作系统的这些现代特性，并在未来的工作中更好地适应新的技术挑战。 该项目非常适合计算机科学与技术专业、软件工程专业以及对操作系统底层原理感兴趣的读者学习。学生通过实际编程实践，可以加深对操作系统核心概念的理解，比如进程、内存、文件系统的操作和管理，以及如何编写高效可靠的设备驱动和中断服务程序。 该项目是一个全面、系统的操作系统学习平台，它利用Rust语言的先进特性，为学生提供了一个安全、高效的学习环境，帮助他们全面掌握操作系统的设计和实现。

1．2 样条曲线反算的一般过程 a)根据型值点的分布趋势，构造非均匀节点矢量． b)应用计算得到的节点矢量构造非均匀 B样条基． e)构建控制点反算的系数矩阵． d)建立控制点反算方程组，求解控制点列． 其中，B样条基函数的求值是关键． 1．2．1 假设规定 为使一 k次 B样条曲线通过一组数据点q (i：0，1，⋯，m)，反算过程一般地使曲线的首末端点分 别和首末数据点一致 ，使曲线的分段连接点分别依次与 B样条曲线定义域内的节点一一对应．即q 点 有节点值 ( =0，1，⋯，m)． ·1．2．2 三次 B样条插值曲线节点矢量的确定 曲线控制点反算时一般使曲线的首末端点分别与首末型值点一致，型值点P (i=0，1，⋯，凡)将 依次与三次 NURBS曲线定义域内的节点一一对应．三次NURBS插值曲线将由n+3个控制点 d (i= 0，1，⋯，n+2)定义，相应的节点矢量为 U = [ ，“ 一，u + ]．为确定与型值点相对应的参数值 uⅢ (i=0，1，⋯，n)，需对型值点进行参数化处理．选择 u 一般采取以下方法 ： (1)均匀参数化法： 0=／．tl=u2=M3=0，u +3=i／n i：1，2，⋯ ⋯ ，n一1，M +3= +4= +5=u +6=1． (2)向心参数化法 ： o= l= 2=“3=0， +3= +2+√Ip -p 一1 I／ ~／Ip -p 一1 l其中i=1，2，⋯，n一1． Mn+3 M +4：Mn+5 un+6 1． (3)积累弦长参数化法： uo=M1=u2：M3=0，u +3= +2+Ip —P — j l／ Ip 一P — l l 其中 =1，2，⋯，n一1． un+3： n+4：un+5 un+6 1． 1．2．3 反算三次 B样条曲线的控制顶点 给定 n+1个数据点p ，i=0，1，⋯，n．通常的算法是将首末数据点p。和P 分别作为三次B样 条插值曲线的首末端点，把内部数据点P ，P ，⋯，P 依次作为三次B样条插值曲线的分段连接点，则 曲线为 凡段．因此 ，所求的三次 B样条插值曲线的控制顶点b ，i=0，l，⋯，17,+2应为17,+3个．节 点矢量 U=[ 。， 一，“ + ]，曲线定义域 “∈[u ， +，]．B样条表达式是一个分段的矢函数，并且由 于 B样条的局部支撑性，一段三次 B样条曲线只受 4个控制点的影响，下式表示了一段 B样条曲线的 一 个起始点：

**TivaWare库详解** TivaWare是一款专为C系列微控制器设计的外围设备驱动程序库，由Texas Instruments（TI）开发。这个库为开发者提供了简单、高效的接口，用于访问和控制C系列微控制器中的各种硬件资源。TivaWare库在嵌入式系统开发中扮演着重要角色，尤其在物联网(IoT)、工业自动化、消费电子等领域应用广泛。 **一、TivaWare库的核心特点** 1. **易用性**：TivaWare库通过提供简洁的API（应用程序编程接口），使得开发者能够快速上手，无需深入理解底层硬件细节。 2. **全面支持**：覆盖了C系列微控制器的各种外设，包括ADC（模数转换器）、DAC（数模转换器）、PWM（脉宽调制）、GPIO（通用输入输出）、UART（通用异步收发传输器）、SPI（串行外围接口）、I2C（集成电路间通信）等。 3. **实时性**：TivaWare库优化了中断处理，确保在实时操作系统环境下能够高效运行。 4. **可扩展性**：库的设计允许用户根据需要添加或修改功能，以适应特定项目的需求。 5. **错误检查**：包含丰富的错误处理机制，帮助开发者调试和定位问题。 6. **兼容性**：TivaWare库与TI的Code Composer Studio (CCS)集成开发环境无缝配合，简化了开发流程。 **二、TivaWare库的使用步骤** 1. **初始化**：需要对微控制器进行初始化，配置时钟、内存和其他必要的设置。 2. **选择外设**：根据项目需求，选择要使用的外设，并通过TivaWare库的API进行初始化。 3. **配置外设**：通过函数调用来配置外设参数，如波特率、数据位、停止位等。 4. **数据传输**：利用提供的函数进行数据读写操作，例如发送和接收UART数据。 5. **中断处理**：注册中断服务例程，处理来自外设的事件。 6. **错误检测和处理**：检查返回值，根据错误代码进行相应处理。 7. **关闭外设**：完成工作后，记得正确关闭外设以节省资源。 **三、C语言编程基础** TivaWare库是用C语言编写的，因此熟悉C语言是使用此库的前提。C语言是一种强大的、低级的编程语言，适合编写操作系统、嵌入式系统以及高效性能的应用程序。其主要特性包括： 1. **结构化编程**：C语言支持结构化编程，使得代码组织清晰，易于维护。 2. **内存管理**：C语言允许直接访问和管理内存，提供更高的灵活性。 3. **类型系统**：C语言有丰富的数据类型，如int、char、float等，便于表示不同类型的数据。 4. **指针**：C语言的指针是其强大之处，可以灵活地操作内存和函数。 5. **预处理器**：预处理器提供宏定义、条件编译等功能，方便代码复用和适应不同平台。 **四、开发环境与工具** 1. **Code Composer Studio (CCS)**：TI的集成开发环境，支持C和C++编程，集成了编译器、调试器和模拟器等功能。 2. **GCC编译器**：TI为C系列微控制器提供了基于GCC的编译工具链，可以与TivaWare库一起使用。 3. **硬件开发板**：如Energia LaunchPad系列，提供了C系列MCU的开发平台，可以方便地进行硬件实验。 通过理解并熟练运用TivaWare库，开发者可以充分发挥C系列微控制器的潜力，构建高效、稳定的嵌入式系统。同时，结合C语言的基础知识和适当的开发工具，可以大大提高开发效率，实现各种创新应用。