如何給設備寫程序

1. 如何編寫Linux操作系統的設備驅動程序

Linux是Unix操作系統的一種變種,在Linux下編寫驅動程序的原理和
思想完全類似於其他的Unix系統,但它dos或window環境下的驅動程序有很大的
區別.在Linux環境下設計驅動程序,思想簡潔,操作方便,功能也很強大,但是
支持函數少,只能依賴kernel中的函數,有些常用的操作要自己來編寫,而且調
試也不方便.本人這幾周來為實驗室自行研製的一塊多媒體卡編制了驅動程序,
獲得了一些經驗,願與Linux fans共享,有不當之處,請予指正.
以下的一些文字主要來源於khg,johnsonm的Write linux device driver,
Brennan's Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,還有清華BBS上的有關
device driver的一些資料. 這些資料有的已經過時,有的還有一些錯誤,我依
據自己的試驗結果進行了修正.
一. Linux device driver 的概念
系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面,設備驅動程序是操作系統
內核和機器硬體之間的介面.設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節,這樣
在應用程序看來,硬體設備只是一個設備文件, 應用程序可以象操作普通文件
一樣對硬體設備進行操作.設備驅動程序是內核的一部分,它完成以下的功能:
1.對設備初始化和釋放.
2.把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據.
3.讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據.
4.檢測和處理設備出現的錯誤.
在Linux操作系統下有兩類主要的設備文件類型,一種是字元設備,另一種是
塊設備.字元設備和塊設備的主要區別是:在對字元設備發出讀/寫請求時,實際
的硬體I/O一般就緊接著發生了,塊設備則不然,它利用一塊系統內存作緩沖區,
當用戶進程對設備請求讀/寫時,它首先察看緩沖區的內容,如果緩沖區的數據
能滿足用戶的要求,就返回請求的數據,如果不能,就調用請求函數來進行實際
的I/O操作.塊設備是主要針對磁碟等慢速設備設計的,以免耗費過多的CPU時間
來等待.
已經提到,用戶進程是通過設備文件來與實際的硬體打交道.每個設備文件都
都有其文件屬性(c/b),表示是字元設備還蔤強檣璞?另外每個文件都有兩個設
備號,第一個是主設備號,標識驅動程序,第二個是從設備號,標識使用同一個
設備驅動程序的不同的硬體設備,比如有兩個軟盤,就可以用從設備號來區分
他們.設備文件的的主設備號必須與設備驅動程序在登記時申請的主設備號
一致,否則用戶進程將無法訪問到驅動程序.
最後必須提到的是,在用戶進程調用驅動程序時,系統進入核心態,這時不再是
搶先式調度.也就是說,系統必須在你的驅動程序的子函數返回後才能進行其他
的工作.如果你的驅動程序陷入死循環,不幸的是你只有重新啟動機器了,然後就

2. 電腦怎麼寫程序

以在 Windows 操作系統下，編寫一個 C 語言源程序為例，首先必須要在電腦上安裝一個 C語言編譯器（例如：Microsoft Visual Studio C++），然後進入該編譯環境，在該環境中編寫 C 語言源程序、編譯 C 語言源程序、調試該程序、直到最後生成可執行的二進制文件（*.EXE）。

3. 怎樣編寫Linux設備驅動程序

Linux是Unix操作系統的一種變種，在Linux下編寫驅動程序的原理和思想完全類似於其他的Unix系統，但它dos或window環境下的驅動程序有很大的區別。在Linux環境下設計驅動程序，思想簡潔，操作方便，功能也很強大，但是支持函數少，只能依賴kernel中的函數，有些常用的操作要自己來編寫，而且調試也不方便。本人這幾周來為實驗室自行研製的一塊多媒體卡編制了驅動程序，獲得了一些經驗，願與Linux fans共享
一、Linux device driver 的概念系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面，設備驅動程序是操作系統內核和機器硬體之間的介面。設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節，這樣在應用程序看來，硬體設備只是一個設備文件， 應用程序可以象操作普通文件一樣對硬體設備進行操作。設備驅動程序是內核的一部分，它完成以下的功能：
1.對設備初始化和釋放。
2.把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據。
3.讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據。
4.檢測和處理設備出現的錯誤。
二、實例剖析我們來寫一個最簡單的字元設備驅動程序。雖然它什麼也不做，但是通過它可以了解Linux的設備驅動程序的工作原理。

4. 數控機床怎樣進行編程序

數控編程方法

數控機床程序編制（又稱數控機床編程）是指編程者（程序員或數控機床操作者）根據零件圖樣和工藝文件的要求，編制出可在數控機床上運行以完成規定加工任務的一系列指令的過程。具體來說，數控機床編程是由分析零件圖樣和工藝要求開始到程序檢驗合格為止的全部過程。

數控機床編程步驟

1．分析零件圖樣和工藝要求

分析零件圖樣和工藝要求的目的，是為了確定加工方法、制定加工計劃，以及確認與生產組織有關的問題，此步驟的內容包括：

1. 確定該零件應安排在哪類或哪台機床上進行加工。
2. 採用何種裝夾具或何種裝卡位方法。
3. 確定採用何種刀具或採用多少把刀進行加工。
4. 確定加工路線，即選擇對刀點、程序起點（又稱加工起點，加工起點常與對刀點重合）、走刀路線 、程序終點（程序終點常與程序起點重合）。
5. 確定切削深度和寬度、進給速度、主軸轉速等切削參數。
6. 確定加工過程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時換刀等。

2．數值計算

根據零件圖樣幾何尺寸，計算零件輪廓數據，或根據零件圖樣和走刀路線，計算刀具中心（或刀尖）運行軌跡數據。數值計算的最終目的是為了獲得數控機床編程所需要的所有相關位置坐標數據。

3．編寫加工程序單

常用數控機床編程指令

一組有規定次序的代碼符號，可以作為一個信息單元存貯、傳遞和操作。

坐標字：用來設定機床各坐標的位移量由坐標地址符及數字組成，一般以X、Y、Z、U、V、W等字母開頭，後面緊跟「-」或「-」及一串數字。

准備功能字（簡稱G功能）：

指定機床的運動方式，為數控系統的插補運算作準備由准備功能地址符「G」和兩位數字所組成，G功能的代號已標准化，見表2-3；一些多功能機床，已有數字大於100的指令，見表2-4。常用G指令：坐標定位與插補；坐標平面選擇；固定循環加工；刀具補償；絕對坐標及增量坐標等。

輔助功能字：用於機床加工操作時的工藝性指令，以地址符M為首，其後跟二位數字，常用M指令：主軸的轉向與啟停；冷卻液的開與停；程序停止等。

進給功能字：指定刀具相對工件的運動速度進給功能字以地址符「F」為首，後跟一串字代碼，單位：mm/min（對數控車床還可為mm/r）三位數代碼法：F後跟三位數字，第一位為進給速度的整數位數加「3」，後二位是進給速度的前二位有效數字。如1728mm/min指定為F717。二位數代碼法：F後跟二位數字，規定了與00~99相對應的速度表，除00與99外，數字代碼由01向98遞增時，速度按等比關繫上升，公比為1.12。一位數代碼法：對速度檔較少的機床F後跟一位數字，即0 ~9來對應十種預定的速度。直接指定法：在F後按照預定的單位直接寫上要求的進給速度。

主軸速度功能字：指定主軸旋轉速度以地址符S為首，後跟一串數字。單位：r/min,它與進給功能字的指定方法一樣。

刀具功能字：用以選擇替換的刀具以地址符T為首，其後一般跟二位數字，該數代表刀具的編號。

模態指令和非模態指令 G指令和M指令均有模態和非模態指令之分模態指令：也稱續效指令，一經程序段中指定，便一直有效，直到出現同組另一指令或被其他指令取消時才失效。見表2-3、表2-6 N001 G91 G01 X10 Y10 Z-2 F150 M03 S1500； N002 X15； N003 G02 X20 Y20 I20 J0； N004 G90 G00 X0 Y0 Z100 M02； 非模態指令：非續效指令，僅在出現的程序段中有效，下一段程序需要時必須重寫（如G04）。

在完成上述兩個步驟之後，即可根據已確定的加工方案（或計劃）及數值計算獲得的數據，按照數控系統要求的程序格式和代碼格式編寫加工程序等。編程者除應了解所用數控機床及系統的功能、熟悉程序指令外，還應具備與機械加工有關的工藝知識，才能編制出正確、實用的加工程序。

4．製作控制介質，輸入程序信息

程序單完成後，編程者或機床操作者可以通過CNC機床的操作面板，在EDIT方式下直接將程序信息鍵入CNC系統程序存儲器中；也可以根據CNC系統輸入、輸出裝置的不同，先將程序單的程序製作成或轉移至某種控制介質上。控制介質大多採用穿孔帶，也可以是磁帶、磁碟等信息載體，利用穿孔帶閱讀機或磁帶機、磁碟驅動器等輸入（輸出）裝置，可將控制介質上的程序信息輸入到CNC系統程序存儲器中。

5．程序檢驗

編制好的程序，在正式用於生產加工前，必須進行程序運行檢查。在某些情況下，還需做零件試加工檢查。根據檢查結果，對程序進行修改和調整，檢查--修改--再檢查--再修改……這往往要經過多次反復，直到獲得完全滿足加工要求的程序為止。

上述編程步驟中的各項工作，主要由人工完成，這樣的編程方式稱為「手式編程」。在各機械製造行業中，均有大量僅由直線、圓弧等幾何元素構成的形狀並不復雜的零件需要加工。這些零件的數值計算較為簡單，程序段數不多，程序檢驗也容易實現，因而可採用手工編程方式完成編程工作。由於手工編程不需要特別配置專門的編程設備，不同文化程度的人均可掌握和運用，因此在國內外，手工編程仍然是一種運用十分普遍的編程方法。

數控機床編程中的代碼

數控機床編程編制過程

把圖紙上的工程語言變為數控裝置的語言，並把它記錄在控制介質上。

數控機床編程的主要內容

1. 分析圖樣、確定工藝過程：進行零件工藝分析，確定加工路線、切削用量等工藝參數。
2. 數值計算：對形狀簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件）的輪廓加工，計算幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩元素的交點或切點的坐標值等；對形狀復雜的零件（如非圓曲線、曲面組成的零件），用直線段或圓弧段逼近，由精度要求計算出節點坐標值，這種情況可用計算機完成數值計算。
3. 編寫零件加工程序單編程人員根據數控系統規定的功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序單。
4. 程序校驗與首件試切在有CRT圖形顯示屏的數控機床上，用模擬刀具與工件切削過程的方法進行檢驗，此方法只能檢驗出運動軌跡是否正確，不能查出被加工零件的加工精度，因此，要進行零件首件試切。

數控機床編程程序段格式

每個程序段是由程序段編號，若干個指令（功能字）和程序段結束符號組成。

需要說明的是，數控機床的指令格式在國際上有很多標准，並不完全一致。而隨著數控機床的發展，不斷改進和創新，其系統功能更加強大和使用方便，在不同數控系統之間，程序格式上存在一定的差異，因此，在具體進行某一數控機床編程時，要仔細了解其數控系統的編程格式，參考該數控機床編程手冊。

數控代碼

國際標准化組織碼：ISO代碼

美國電子工業協會標准碼：EIA代碼

兩者表示的符號相同，但編碼孔的數目和排列位置不同。其特點為：

1. EIA碼為補奇代碼，第5列為補奇列；ISO代碼為補偶碼，第8列為補偶列。
2. ISO代碼有特徵可尋，數字碼在第5、6列都有孔，字母碼在第7列都有孔；EIA代碼無特徵。
3. ISO比EIA代碼信息量大。

常用的數控標准有以下幾方面：

1. 數控的名詞術語；
2. 數控機床的坐標軸和運動方向；
3. 數控機床的字元編碼（ISO、EIA）
4. 數控編程的程序段格式；
5. 准備功能（G代碼）和輔助功能（M代碼）；
6. 進給功能、主軸功能和刀具功能。

我國許多數控標准與ISO標准一致。

數控程序結構

數控程序由程序編號、程序內容和程序結束段組成。例如：

O 001 程序編號

N001 G92 X40.0 Y30.0 ;

N002 G90 G00 X28.0 T01 S800 M03 ;

N003 G01 X-8.0 Y8.0 F200 ;

N004 X0 Y0 ; 程序內容

N005 X28.0 Y30.0 ;

N006 G00 X40.0 ;

N007 M02 ; 程序結束段

程序編號

採用程序編號地址碼區分存儲器中的程序，不同數控系統程序編號地址碼不同，如O、P、%等。

程序內容

由若干個程序段組成，每個程序段由一個或多個指令字構成，每個指令字由地址符和數字組成，它代表機床的一個位置或一個動作，每一程序段結束用「；」號。

程序結束段

以程序結束指令M02或M30作為整個程序結束的符號

5. 怎樣寫linux下的USB設備驅動程序

你好，方法如下：
寫一個USB的驅動程序最 基本的要做四件事：
驅動程序要支持的設備、注冊USB驅動程序、探測和斷開、提交和控制urb（USB請求塊）
驅動程序支持的設備：有一個結構體struct usb_device_id，這個結構體提供了一列不同類型的該驅動程序支持的USB設備，對於一個只控制一個特定的USB設備的驅動程序來說，struct usb_device_id表被定義為：
/* 驅動程序支持的設備列表 */
static struct usb_device_id skel_table [] = {
{ USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID, USB_SKEL_PRODUCT_ID) },
{ } /* 終止入口 */
};
MODULE_DEVICE_TABLE (usb, skel_table);
對 於PC驅動程序，MODULE_DEVICE_TABLE是必需的，而且usb必需為該宏的第一個值，而USB_SKEL_VENDOR_ID和 USB_SKEL_PRODUCT_ID就是這個特殊設備的製造商和產品的ID了，我們在程序中把定義的值改為我們這款USB的，如：
/* 定義製造商和產品的ID號 */
#define USB_SKEL_VENDOR_ID 0x1234
#define USB_SKEL_PRODUCT_ID 0x2345
這兩個值可以通過命令lsusb，當然你得先把USB設備先插到主機上了。或者查看廠商的USB設備的手冊也能得到，在我機器上運行lsusb是這樣的結果：
Bus 004 Device 001: ID 0000:0000
Bus 003 Device 002: ID 1234:2345 Abc Corp.
Bus 002 Device 001: ID 0000:0000
Bus 001 Device 001: ID 0000:0000
得到這兩個值後把它定義到程序里就可以了。
注冊USB驅動程序：所 有的USB驅動程序都必須創建的結構體是struct usb_driver。這個結構體必須由USB驅動程序來填寫，包括許多回調函數和變數，它們向USB核心代碼描述USB驅動程序。創建一個有效的 struct usb_driver結構體，只須要初始化五個欄位就可以了，在框架程序中是這樣的：
static struct usb_driver skel_driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "skeleton",
.probe = skel_probe,
.disconnect = skel_disconnect,
.id_table = skel_table,
};
探測和斷開：當 一個設備被安裝而USB核心認為該驅動程序應該處理時，探測函數被調用，探測函數檢查傳遞給它的設備信息，確定驅動程序是否真的適合該設備。當驅動程序因 為某種原因不應該控制設備時，斷開函數被調用，它可以做一些清理工作。探測回調函數中，USB驅動程序初始化任何可能用於控制USB設備的局部結構體，它 還把所需的任何設備相關信息保存到一個局部結構體中，
提交和控制urb：當驅動程序有數據要發送到USB設備時（大多數情況是在驅動程序的寫函數中），要分配一個urb來把數據傳輸給設備：
/* 創建一個urb,並且給它分配一個緩存*/
urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL);
if (!urb) {
retval = -ENOMEM;
goto error;
}
當urb被成功分配後，還要創建一個DMA緩沖區來以高效的方式發送數據到設備，傳遞給驅動程序的數據要復制到這塊緩沖中去：
buf = usb_buffer_alloc(dev->udev, count, GFP_KERNEL, &urb->transfer_dma);
if (!buf) {
retval = -ENOMEM;
goto error;
}

if (_from_user(buf, user_buffer, count)) {
retval = -EFAULT;
goto error;
}
當數據從用戶空間正確復制到局部緩沖區後，urb必須在可以被提交給USB核心之前被正確初始化：
/* 初始化urb */
usb_fill_bulk_urb(urb, dev->udev,
usb_sndbulkpipe(dev->udev, dev->bulk_out_endpointAddr),
buf, count, skel_write_bulk_callback, dev);
urb->transfer_flags |= URB_NO_TRANSFER_DMA_MAP;
然後urb就可以被提交給USB核心以傳輸到設備了：
/* 把數據從批量OUT埠發出 */
retval = usb_submit_urb(urb, GFP_KERNEL);
if (retval) {
err("%s - failed submitting write urb, error %d", __FUNCTION__, retval);
goto error;
}
當urb被成功傳輸到USB設備之後，urb回調函數將被USB核心調用，在我們的例子中，我們初始化urb，使它指向skel_write_bulk_callback函數，以下就是該函數：
static void skel_write_bulk_callback(struct urb *urb, struct pt_regs *regs)
{
struct usb_skel *dev;

dev = (struct usb_skel *)urb->context;

if (urb->status &&
!(urb->status == -ENOENT ||
urb->status == -ECONNRESET ||
urb->status == -ESHUTDOWN)) {
dbg("%s - nonzero write bulk status received: %d",
__FUNCTION__, urb->status);
}

/* 釋放已分配的緩沖區 */
usb_buffer_free(urb->dev, urb->transfer_buffer_length,
urb->transfer_buffer, urb->transfer_dma);
}
有時候USB驅動程序只是要發送或者接收一些簡單的數據，驅動程序也可以不用urb來進行數據的傳輸，這是里涉及到兩個簡單的介面函數：usb_bulk_msg和usb_control_msg ，在這個USB框架程序里讀操作就是這樣的一個應用：
/* 進行阻塞的批量讀以從設備獲取數據 */
retval = usb_bulk_msg(dev->udev,
usb_rcvbulkpipe(dev->udev, dev->bulk_in_endpointAddr),
dev->bulk_in_buffer,
min(dev->bulk_in_size, count),
&count, HZ*10);

/*如果讀成功，復制到用戶空間 */
if (!retval) {
if (_to_user(buffer, dev->bulk_in_buffer, count))
retval = -EFAULT;
else
retval = count;
}
usb_bulk_msg介面函數的定義如下：
int usb_bulk_msg(struct usb_device *usb_dev,unsigned int pipe,
void *data,int len,int *actual_length,int timeout);
其參數為：
struct usb_device *usb_dev：指向批量消息所發送的目標USB設備指針。
unsigned int pipe：批量消息所發送目標USB設備的特定端點，此值是調用usb_sndbulkpipe或者usb_rcvbulkpipe來創建的。
void *data：如果是一個OUT端點，它是指向即將發送到設備的數據的指針。如果是IN端點，它是指向從設備讀取的數據應該存放的位置的指針。
int len：data參數所指緩沖區的大小。
int *actual_length：指向保存實際傳輸位元組數的位置的指針，至於是傳輸到設備還是從設備接收取決於端點的方向。
int timeout：以Jiffies為單位的等待的超時時間，如果該值為0，該函數一直等待消息的結束。
如果該介面函數調用成功，返回值為0，否則返回一個負的錯誤值。
usb_control_msg介面函數定義如下：
int usb_control_msg(struct usb_device *dev,unsigned int pipe,__u8 request,__u8requesttype,__u16 value,__u16 index,void *data,__u16 size,int timeout)
除了允許驅動程序發送和接收USB控制消息之外，usb_control_msg函數的運作和usb_bulk_msg函數類似，其參數和usb_bulk_msg的參數有幾個重要區別：
struct usb_device *dev：指向控制消息所發送的目標USB設備的指針。
unsigned int pipe：控制消息所發送的目標USB設備的特定端點，該值是調用usb_sndctrlpipe或usb_rcvctrlpipe來創建的。
__u8 request：控制消息的USB請求值。
__u8 requesttype：控制消息的USB請求類型值。
__u16 value：控制消息的USB消息值。
__u16 index：控制消息的USB消息索引值。
void *data：如果是一個OUT端點，它是指身即將發送到設備的數據的指針。如果是一個IN端點，它是指向從設備讀取的數據應該存放的位置的指針。
__u16 size：data參數所指緩沖區的大小。
int timeout：以Jiffies為單位的應該等待的超時時間，如果為0，該函數將一直等待消息結束。
如果該介面函數調用成功，返回傳輸到設備或者從設備讀取的位元組數；如果不成功它返回一個負的錯誤值。
這兩個介面函數都不能在一個中斷上下文中或者持有自旋鎖的情況下調用，同樣，該函數也不能被任何其它函數取消，使用時要謹慎。
我們要給未知的USB設備寫驅動程序，只需要把這個框架程序稍做修改就可以用了，前面我們已經說過要修改製造商和產品的ID號，把0xfff0這兩個值改為未知USB的ID號。
#define USB_SKEL_VENDOR_ID 0xfff0
#define USB_SKEL_PRODUCT_ID 0xfff0
還 有就是在探測函數中把需要探測的介面端點類型寫好，在這個框架程序中只探測了批量（USB_ENDPOINT_XFER_BULK）IN和OUT端點，可 以在此處使用掩碼（USB_ENDPOINT_XFERTYPE_MASK）讓其探測其它的端點類型，驅動程序會對USB設備的每一個介面進行一次探測， 當探測成功後，驅動程序就被綁定到這個介面上。再有就是urb的初始化問題，如果你只寫簡單的USB驅動，這塊不用多加考慮，框架程序里的東西已經夠用 了，這里我們簡單介紹三個初始化urb的輔助函數：
usb_fill_int_urb ：它的函數原型是這樣的：
void usb_fill_int_urb(struct urb *urb,struct usb_device *dev,
unsigned int pipe,void *transfer_buff,
int buffer_length,usb_complete_t complete,
void *context,int interval);
這個函數用來正確的初始化即將被發送到USB設備的中斷端點的urb。
usb_fill_bulk_urb ：它的函數原型是這樣的：
void usb_fill_bulk_urb(struct urb *urb,struct usb_device *dev,
unsigned int pipe,void *transfer_buffer,
int buffer_length,usb_complete_t complete)
這個函數是用來正確的初始化批量urb端點的。
usb_fill_control_urb ：它的函數原型是這樣的：
void usb_fill_control_urb(struct urb *urb,struct usb_device *dev,unsigned int pipe,unsigned char *setup_packet,void *transfer_buffer,int buffer_length,usb_complete_t complete,void *context);
這個函數是用來正確初始化控制urb端點的。
還有一個初始化等時urb的，它現在還沒有初始化函數，所以它們在被提交到USB核心前，必須在驅動程序中手工地進行初始化，可以參考內核源代碼樹下的/usr/src/~/drivers/usb/media下的konicawc.c文件。

6. 如何自己編程序做軟體

1.程序軟體免費下載

鏈接:https://pan..com/s/1E6rNlwiYx9wPYqUZuqbnpw

軟體，拼音為Ruǎnjiàn，國標中對軟體的定義為：與計算機系統操作有關的計算機程序、規程、規則，以及可能有的文件、文檔及數據。

7. 如何編寫Linux設備驅動程序

如何編寫Linux設備驅動程序
回想學習Linux操作系統已經有近一年的時間了，前前後後，零零碎碎的一路學習過來，也該試著寫的東西了。也算是給自己能留下一點記憶和回憶吧！由於完全是自學的，以下內容若有不當之處，還請大家多指教。
Linux是Unix操作系統的一種變種，在Linux下編寫驅動程序的原理和思想完全類似於其他的Unix系統，但它dos或window環境下的驅動程序有很大的區別。在Linux環境下設計驅動程序，思想簡潔，操作方便，功能也很強大，但是支持函數少，只能依賴kernel中的函數，有些常用的操作要自己來編寫，而且調試也不方便。
以下的一些文字主要來源於khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，還有清華BBS上的有關device driver的一些資料。
一、Linux device driver 的概念
系統調用是操作系統內核和應用程序之間的介面，設備驅動程序是操作系統內核和機器硬體之間的介面。設備驅動程序為應用程序屏蔽了硬體的細節，這樣在應用程序看來，硬體設備只是一個設備文件，應用程序可以象操作普通文件一樣對硬體設備進行操作。設備驅動程序是內核的一部分，它完成以下的功能:
1、對設備初始化和釋放。
2、把數據從內核傳送到硬體和從硬體讀取數據。
3、讀取應用程序傳送給設備文件的數據和回送應用程序請求的數據。
4、檢測和處理設備出現的錯誤。
在Linux操作系統下有三類主要的設備文件類型，一是字元設備，二是塊設備，三是網路設備。字元設備和塊設備的主要區別是:在對字元設備發出讀/寫請求時，實際的硬體I/O一般就緊接著發生了，塊設備則不然，它利用一塊系統內存作緩沖區，當用戶進程對設備請求能滿足用戶的要求，就返回請求的數據，如果不能，就調用請求函數來進行實際的I/O操作。塊設備是主要針對磁碟等慢速設備設計的，以免耗費過多的CPU時間來等待。
已經提到，用戶進程是通過設備文件來與實際的硬體打交道。每個設備文件都都有其文件屬性(c/b)，表示是字元設備還是塊設備?另外每個文件都有兩個設備號，第一個是主設備號，標識驅動程序，第二個是從設備號，標識使用同一個設備驅動程序的不同的硬體設備，比如有兩個軟盤，就可以用從設備號來區分他們。設備文件的的主設備號必須與設備驅動程序在登記時申請的主設備號一致，否則用戶進程將無法訪問到驅動程序。
最後必須提到的是，在用戶進程調用驅動程序時，系統進入核心態，這時不再是搶先式調度。也就是說，系統必須在你的驅動程序的子函數返回後才能進行其他的工作。如果你的驅動程序陷入死循環，不幸的是你只有重新啟動機器了，然後就是漫長的fsck。
讀/寫時，它首先察看緩沖區的內容，如果緩沖區的數據未被處理，則先處理其中的內容。
如何編寫Linux操作系統下的設備驅動程序

二、實例剖析
我們來寫一個最簡單的字元設備驅動程序。雖然它什麼也不做，但是通過它可以了解Linux的設備驅動程序的工作原理。把下面的C代碼輸入機器，你就會獲得一個真正的設備驅動程序。
#define __NO_VERSION__
#include <linux/moles.h>
#include <linux/version.h>
char kernel_version [] = UTS_RELEASE;
這一段定義了一些版本信息，雖然用處不是很大，但也必不可少。Johnsonm說所有的驅動程序的開頭都要包含<linux/config.h>，一般來講最好使用。
由於用戶進程是通過設備文件同硬體打交道，對設備文件的操作方式不外乎就是一些系統調用，如 open，read，write，close…， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系統調用和驅動程序關聯起來呢?這需要了解一個非常關鍵的數據結構：
struct file_operations
{
int (*seek) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*read) (struct inode * ，struct file *， char ，int);
int (*write) (struct inode * ，struct file *， off_t ，int);
int (*readdir) (struct inode * ，struct file *， struct dirent * ，int);
int (*select) (struct inode * ，struct file *， int ，select_table *);
int (*ioctl) (struct inode * ，struct file *， unsined int ，unsigned long);
int (*mmap) (struct inode * ，struct file *， struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode * ，struct file *);
int (*release) (struct inode * ，struct file *);
int (*fsync) (struct inode * ，struct file *);
int (*fasync) (struct inode * ，struct file *，int);
int (*check_media_change) (struct inode * ，struct file *);
int (*revalidate) (dev_t dev);
}

這個結構的每一個成員的名字都對應著一個系統調用。用戶進程利用系統調用在對設備文件進行諸如read/write操作時，系統調用通過設備文件的主設備號找到相應的設備驅動程序，然後讀取這個數據結構相應的函數指針，接著把控制權交給該函數。這是linux的設備驅動程序工作的基本原理。既然是這樣，則編寫設備驅動程序的主要工作就是編寫子函數，並填充file_operations的各個域。
下面就開始寫子程序。
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/mm.h>
#include<linux/config.h>
#include <linux/errno.h>
#include <asm/segment.h>
unsigned int test_major = 0;
static int read_test(struct inode *node，struct file *file，char *buf，int count)
{
int left;
if (verify_area(VERIFY_WRITE，buf，count) == -EFAULT )
return -EFAULT;
for(left = count ; left > 0 ; left--)
{
__put_user(1，buf，1);
buf++;
}
return count;
}

這個函數是為read調用准備的。當調用read時，read_test()被調用，它把用戶的緩沖區全部寫1。buf 是read調用的一個參數。它是用戶進程空間的一個地址。但是在read_test被調用時，系統進入核心態。所以不能使用buf這個地址，必須用__put_user()，這是kernel提供的一個函數，用於向用戶傳送數據。另外還有很多類似功能的函數。請參考Robert著的《Linux內核設計與實現》（第二版）。然而，在向用戶空間拷貝數據之前，必須驗證buf是否可用。這就用到函數verify_area。
static int write_tibet(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)
{
return count;
}
static int open_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_INC_USE_COUNT;
return 0;
}
static void release_tibet(struct inode *inode，struct file *file )
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
}

這幾個函數都是空操作。實際調用發生時什麼也不做，他們僅僅為下面的結構提供函數指針。
struct file_operations test_fops = {
NULL，
read_test，
write_test，
NULL， /* test_readdir */
NULL，
NULL， /* test_ioctl */
NULL， /* test_mmap */
open_test，
release_test，
NULL， /* test_fsync */
NULL， /* test_fasync */
/* nothing more， fill with NULLs */
};
這樣，設備驅動程序的主體可以說是寫好了。現在要把驅動程序嵌入內核。驅動程序可以按照兩種方式編譯。一種是編譯進kernel，另一種是編譯成模塊(moles)，如果編譯進內核的話，會增加內核的大小，還要改動內核的源文件，而且不能動態的卸載，不利於調試，所以推薦使用模塊方式。
int init_mole(void)
{
int result;
result = register_chrdev(0， "test"， &test_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_INFO "test: can't get major number\n");
return result;
}
if (test_major == 0) test_major = result; /* dynamic */
return 0;
}

在用insmod命令將編譯好的模塊調入內存時，init_mole 函數被調用。在這里，init_mole只做了一件事，就是向系統的字元設備表登記了一個字元設備。register_chrdev需要三個參數，參數一是希望獲得的設備號，如果是零的話，系統將選擇一個沒有被佔用的設備號返回。參數二是設備文件名，參數三用來登記驅動程序實際執行操作的函數的指針。
如果登記成功，返回設備的主設備號，不成功，返回一個負值。
void cleanup_mole(void)
{
unregister_chrdev(test_major，"test");
}
在用rmmod卸載模塊時，cleanup_mole函數被調用，它釋放字元設備test在系統字元設備表中佔有的表項。
一個極其簡單的字元設備可以說寫好了，文件名就叫test.c吧。
下面編譯 :
$ gcc -O2 -DMODULE -D__KERNEL__ -c test.c
得到文件test.o就是一個設備驅動程序。
如果設備驅動程序有多個文件，把每個文件按上面的命令行編譯，然後
ld -r file1.o file2.o -o molename。
驅動程序已經編譯好了，現在把它安裝到系統中去。
$ insmod –f test.o
如果安裝成功，在/proc/devices文件中就可以看到設備test，並可以看到它的主設備號。要卸載的話，運行 :
$ rmmod test
下一步要創建設備文件。
mknod /dev/test c major minor
c 是指字元設備，major是主設備號，就是在/proc/devices里看到的。
用shell命令
$ cat /proc/devices
就可以獲得主設備號，可以把上面的命令行加入你的shell script中去。
minor是從設備號，設置成0就可以了。
我們現在可以通過設備文件來訪問我們的驅動程序。寫一個小小的測試程序。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
main()
{
int testdev;
int i;
char buf[10];
testdev = open("/dev/test"，O_RDWR);
if ( testdev == -1 )
{
printf("Cann't open file \n");
exit(0);
}
read(testdev，buf，10);
for (i = 0; i < 10;i++)
printf("%d\n"，buf[i]);
close(testdev);
}

編譯運行，看看是不是列印出全1 ？
以上只是一個簡單的演示。真正實用的驅動程序要復雜的多，要處理如中斷，DMA，I/O port等問題。這些才是真正的難點。請看下節，實際情況的處理。
如何編寫Linux操作系統下的設備驅動程序
三、設備驅動程序中的一些具體問題
1。 I/O Port。
和硬體打交道離不開I/O Port，老的ISA設備經常是佔用實際的I/O埠，在linux下，操作系統沒有對I/O口屏蔽，也就是說，任何驅動程序都可對任意的I/O口操作，這樣就很容易引起混亂。每個驅動程序應該自己避免誤用埠。
有兩個重要的kernel函數可以保證驅動程序做到這一點。
1）check_region(int io_port， int off_set)
這個函數察看系統的I/O表，看是否有別的驅動程序佔用某一段I/O口。
參數1：I/O埠的基地址，
參數2：I/O埠佔用的范圍。
返回值：0 沒有佔用， 非0，已經被佔用。
2）request_region(int io_port， int off_set，char *devname)
如果這段I/O埠沒有被佔用，在我們的驅動程序中就可以使用它。在使用之前，必須向系統登記，以防止被其他程序佔用。登記後，在/proc/ioports文件中可以看到你登記的I/O口。
參數1：io埠的基地址。
參數2：io埠佔用的范圍。
參數3：使用這段io地址的設備名。
在對I/O口登記後，就可以放心地用inb()， outb()之類的函來訪問了。
在一些pci設備中，I/O埠被映射到一段內存中去，要訪問這些埠就相當於訪問一段內存。經常性的，我們要獲得一塊內存的物理地址。

2。內存操作
在設備驅動程序中動態開辟內存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用get_free_pages直接申請頁。釋放內存用的是kfree，或free_pages。 請注意，kmalloc等函數返回的是物理地址！
注意，kmalloc最大隻能開辟128k-16，16個位元組是被頁描述符結構佔用了。
內存映射的I/O口，寄存器或者是硬體設備的RAM(如顯存)一般佔用F0000000以上的地址空間。在驅動程序中不能直接訪問，要通過kernel函數vremap獲得重新映射以後的地址。
另外，很多硬體需要一塊比較大的連續內存用作DMA傳送。這塊程序需要一直駐留在內存，不能被交換到文件中去。但是kmalloc最多隻能開辟128k的內存。
這可以通過犧牲一些系統內存的方法來解決。

3。中斷處理
同處理I/O埠一樣，要使用一個中斷，必須先向系統登記。
int request_irq(unsigned int irq ，void(*handle)(int，void *，struct pt_regs *)，
unsigned int long flags， const char *device);
irq: 是要申請的中斷。
handle：中斷處理函數指針。
flags：SA_INTERRUPT 請求一個快速中斷，0 正常中斷。
device：設備名。

如果登記成功，返回0，這時在/proc/interrupts文件中可以看你請求的中斷。
4。一些常見的問題。
對硬體操作，有時時序很重要（關於時序的具體問題就要參考具體的設備晶元手冊啦！比如網卡晶元RTL8139）。但是如果用C語言寫一些低級的硬體操作的話，gcc往往會對你的程序進行優化，這樣時序會發生錯誤。如果用匯編寫呢，gcc同樣會對匯編代碼進行優化，除非用volatile關鍵字修飾。最保險的辦法是禁止優化。這當然只能對一部分你自己編寫的代碼。如果對所有的代碼都不優化，你會發現驅動程序根本無法裝載。這是因為在編譯驅動程序時要用到gcc的一些擴展特性，而這些擴展特性必須在加了優化選項之後才能體現出來。
寫在後面：學習Linux確實不是一件容易的事情，因為要付出很多精力，也必須具備很好的C語言基礎；但是，學習Linux也是一件非常有趣的事情，它裡麵包含了許多高手的智慧和「幽默」，這些都需要自己親自動手才能體會到，O(∩_∩)O~哈哈！

8. 怎麼將程序寫入硬體，計算機的工作原理是怎樣的

這個問題很專業~~

我上學4年現在只會編寫軟體，這個問題我也問過我的大學教授，他跟我一路神侃~然後~我比糊塗的還糊塗~

計算機運行原理

個人電腦的主要結構: 顯示器 主機板 CPU (微處理器) 主要儲存器 (記憶體) 擴充卡 電源供應器 光碟機 次要儲存器 (硬碟) 鍵盤 滑鼠

盡管計算機技術自20世紀40年代第一台電子通用計算機誕生以來以來有了令人目眩的飛速發展，但是今天計算機仍然基本上採用的是存儲程序結構，即馮·諾伊曼結構。這個結構實現了實用化的通用計算機。

存儲程序結構間將一台計算機描述成四個主要部分：算術邏輯單元（ALU），控制電路，存儲器，以及輸入輸出設備（I/O）。這些部件通過一組一組的排線連接（特別地，當一組線被用於多種不同意圖的數據傳輸時又被稱為匯流排），並且由一個時鍾來驅動（當然某些其他事件也可能驅動控制電路）。

概念上講，一部計算機的存儲器可以被視為一組「細胞」單元。每一個「細胞」都有一個編號，稱為地址；又都可以存儲一個較小的定長信息。這個信息既可以是指令（告訴計算機去做什麼），也可以是數據（指令的處理對象）。原則上，每一個「細胞」都是可以存儲二者之任一的。

算術邏輯單元（ALU）可以被稱作計算機的大腦。它可以做兩類運算：第一類是算術運算，比如對兩個數字進行加減法。算術運算部件的功能在ALU中是十分有限的，事實上，一些ALU根本不支持電路級的乘法和除法運算（由是使用者只能通過編程進行乘除法運算）。第二類是比較運算，即給定兩個數，ALU對其進行比較以確定哪個更大一些。

輸入輸出系統是計算機從外部世界接收信息和向外部世界反饋運算結果的手段。對於一台標準的個人電腦，輸入設備主要有鍵盤和滑鼠，輸出設備則是顯示器，列印機以及其他許多後文將要討論的可連接到計算機上的I/O設備。

控制系統將以上計算機各部分聯系起來。它的功能是從存儲器和輸入輸出設備中讀取指令和數據，對指令進行解碼，並向ALU交付符合指令要求的正確輸入，告知ALU對這些數據做那些運算並將結果數據返回到何處。控制系統中一個重要組件就是一個用來保持跟蹤當前指令所在地址的計數器。通常這個計數器隨著指令的執行而累加，但有時如果指令指示進行跳轉則不依此規則。

20世紀80年代以來ALU和控制單元（二者合成中央處理器，CPU）逐漸被整合到一塊集成電路上，稱作微處理器。這類計算機的工作模式十分直觀：在一個時鍾周期內，計算機先從存儲器中獲取指令和數據，然後執行指令，存儲數據，再獲取下一條指令。這個過程被反復執行，直至得到一個終止指令。

由控制器解釋，運算器執行的指令集是一個精心定義的數目十分有限的簡單指令集合。一般可以分為四類：1）、數據移動（如：將一個數值從存儲單元A拷貝到存儲單元B）2）、數邏運算（如：計算存儲單元A與存儲單元B之和，結果返回存儲單元C）3）、條件驗證（如：如果存儲單元A內數值為100，則下一條指令地址為存儲單元F）4）、指令序列改易（如：下一條指令地址為存儲單元F）

指令如同數據一樣在計算機內部是以二進制來表示的。比如說，10110000就是一條Intel x86系列微處理器的拷貝指令代碼。某一個計算機所支持的指令集就是該計算機的機器語言。因此，使用流行的機器語言將會使既成軟體在一台新計算機上運行得更加容易。所以對於那些機型商業化軟體開發的人來說，它們通常只會關注一種或幾種不同的機器語言。

更加強大的小型計算機，大型計算機和伺服器可能會與上述計算機有所不同。它們通常將任務分擔給不同的CPU來執行。今天，微處理器和多核個人電腦也在朝這個方向發展。

超級計算機通常有著與基本的存儲程序計算機顯著區別的體系結構。它們通常由者數以千計的CPU，不過這些設計似乎只對特定任務有用。在各種計算機中，還有一些微控制器採用令程序和數據分離的哈佛架構（Harvard architecture）。

9. 怎樣給電路板上的晶元寫入程序

1.直接按鍵盤的F4鍵，單擊「變換」菜單欄，然後單擊第一個「變換」項，單擊工具欄上的「程序變更」按鈕，根據自己的習慣選擇合適的變換方法。

10. 單片機怎麼寫入程序

有專門的燒錄器，燒錄進去