I.はじめに
オープンソース オペレーティング システムである Linux は、世界中の開発者や企業から幅広い支持を得ています。その力は、そのカーネルと、さまざまなハードウェア デバイスを Linux オペレーティング システム上で実行できるようにする無数のドライバーにあります。この記事では、Linux のテクニック、実践、歴史など、Linux ドライバー開発について詳しく説明します。
2、Linuxの歴史
Linux の起源は、Linus Torvalds がフィンランドのヘルシンキ大学でコンピュータ サイエンスを学んでいた 1991 年に遡ります。彼は 386 (AT) マイクロコンピュータ用の単純なオペレーティング システムのカーネルを書き始めました。ますます多くの人々がこのプロジェクトに興味を持ち、プロジェクトに貢献するようになり、Linux は徐々に完全なオペレーティング システムへと発展していきました。
3. Linuxドライバー開発
デバイス ドライバー
デバイス ドライバーは、コンピューターのさまざまなハードウェア デバイスを管理するオペレーティング システムの一部です。これらは、アプリケーションがハードウェア デバイスと対話できるようにするインターフェイスを提供します。デバイス ドライバーは、ハードウェア デバイスとオペレーティング システムの間のブリッジとして見ることができます。
開発プロセス
デバイスドライバーを開発するには、ハードウェアデバイスの特性、インターフェース、データ転送方式など、ハードウェアデバイスの詳細な情報を知る必要があります。次に、開発者は、Linux カーネルの標準に従ってドライバー プログラム コードを記述する必要があります。ドライバーがコンパイルされた後、カーネルにロードされ、システムによって管理および使用できるようになります。
4. コード例
以下は、単純なキャラクターデバイスドライバーの例です。このドライバーは、ファイル「/dev/my_driver」を介してアプリケーションからアクセスできる「my_driver」という名前のデバイスを実装します。
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#define DRIVER_NAME "my_driver"
#define BUF_LEN 80
static int my_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
static char msg[BUF_LEN];
sprintf(msg, "Hello World\n");
return 0;
}
static int my_release(struct inode *inode, struct file *file)
{
return 0;
}
static ssize_t my_read(struct file *flip, char *buf, size_t count, loff_t *f_ops)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < BUF_LEN; i++) {
__put_user(msg[i], (char __user *) buf + i);
}
return BUF_LEN;
}
static ssize_t my_write(struct file *flip, const char *buf, size_t count, loff_t *f_ops)
{
return -EINVAL; // not implemented
}
struct file_operations my_fops = {
.read = my_read,
.write = my_write,
.open = my_open,
.release = my_release,
};
int init_module(void)
{
int ret = register_chrdev(0, DRIVER_NAME, &my_fops); // register the driver with the kernel. The kernel will start using our driver as and when it needs to. 0 here is the major number and DRIVER_NAME is the name of the driver.
if (ret < 0) {
printk(KERN_ALERT "Could not register my character device\n");
return ret;
} else {
printk(KERN_INFO "My character device registered with major number %d\n", ret);
}
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
unregister_chrdev(0, DRIVER_NAME); // This will remove our driver from the kernel. It will free all the memory allocated for our driver. 0 here is the major number and DRIVER_NAME is the name of the driver.
printk(KERN_INFO "Goodbye World\n"); // This will print a message when the driver is unloaded.
}
V. 総括と今後の展望
Linux ドライバーの開発は複雑ですが、非常に重要な分野です。この分野を理解して習得することで、開発者は Linux オペレーティング システムをより有効に活用して、さまざまなハードウェア デバイスをサポートできるようになります。この記事では、Linux の歴史とドライバー開発の基本的な概念を紹介し、サンプル コードを通じて簡単なキャラクター デバイス ドライバーの開発方法を示します。Linux は大きな成功を収めましたが、今後も開発は続きます。テクノロジーが進歩し、新しい要件が出現するにつれて、進化するコンピューティング ニーズを満たすために、より効率的で安全かつ多様な推進力が現れることが予想されます。