助力Linux驱动开发，轻松调试工具(linux驱动开发调试工具)

Linux作为一种自由和开源的操作系统，被广泛运用在各种领域，包括服务器、移动设备、物联网等。相比于其他操作系统，Linux作为一种开源系统，其驱动最为全面，但也同样面临着许多的开发难题。针对这些问题，我们需要一些助力Linux驱动开发的工具，以便更加轻松地进行开发工作。

Linux驱动开发的瓶颈

对于Linux的驱动开发人员而言，更大的困难在于缺乏完善的调试工具。相比于Windows开发平台，Linux平台的调试工具缺乏，因此在开发中很难进行代码跟踪，和参数调试。这就导致了开发过程中的错误很难定位和修复。另外，由于Linux内核升级比较频繁，在每次升级内核时，都需要重新编译调试驱动程序，这无疑会对驱动的开发效率产生影响。

Linux调试工具的发展现状

随着Linux发展的进程，越来越多的工具被开发出来，用于协助驱动程序的开发和调试。目前，Linux调试工具主要分为以下几类：

1. Trace-cmd

Trace-cmd是一个处理系统跟踪的工具，其中包含了一些可视化实用工具。通过使用Trace-cmd，用户可以确定应用程序和内核活动的期间性、频繁性以及事件之间的相互作用。

2. LTTng

LTTng是一个用于跟踪Linux内核运行的框架和工具。它包含了Linux操作系统内核中各个部分的跟踪点。使用LTTng跟踪的数据可以用于诊断性能问题，分析应用程序行为等。

3. GDB

GDB是GNU调试器，支持C、C++、Fortran、汇编等多种语言，并针对每款语言进行了专门设计。通过GDB，Linux驱动开发者可以进行代码的调试和错误排查。

4. Kdump

Kdump是一个用于捕获操作系统崩溃转储的机制，它包含了多个组件，包括内核、initramfs和kexec-tools等。Kdump可以在捕获转储信息后重启系统，并给出错误报告。

使用调试工具提高Linux驱动开发效率

使用以上调试工具可以帮助开发者解决Linux驱动开发过程中所面临的挑战，同时加速驱动程序开发的过程，提高开发效率。以下是一些调试工具使用的细节和注意事项：

1. Trace-cmd使用细节

Trace-cmd非常适用于对于Linux内核下系统跟踪的分析，可以获取关于内核运行的统计信息，并将其输出成简单的文本格式或其他格式。

2. LTTng使用细节

LTTng可以帮助开发者记录跟踪信息，以便进行分析和调试。使用LTTng，开发者可以记录系统调用、中断等内核事件，并进行分析。

3. GDB使用细节

GDB可以帮助开发者在编译期间的调试过程中定位问题点，通过设置断点等操作进行调试。

4. Kdump使用细节

Kdump可以帮助开发者在出现崩溃或异常时捕获信息，便于进行错误排查。开发者需要注意的是在使用Kdump时需要对硬件和内核版本等条件进行特定设置。

综上，Linux驱动开发需要哪些工具，如何使用这些工具做到高效率、高实用性的开发影响我们的音频、视频、直播、、物联网等等领域，也决定了我们的信息化建设水平。因此，在接下来的Linux驱动开发中，我们需要重视调试工具的使用和探索，以达到更好的开发效率以及产品质量。

相关问题拓展阅读：

• 如何编写Linux设备驱动程序
• linux中有没有类似驱动精灵的软件

如何编写Linux设备驱动程序

如何编写Linux设备驱动程序

回想学习Linux操作系统已经有近一年的时间了，前前后后，零零碎碎的一路学习过来，也该试着写的东西了。也算是给自己能留下一点记忆和回忆吧！由于完全是自学的，以下内容若有不当之处，还请大家多指教。

Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动慧肢程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。

以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan’s Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料。

一、Linux device driver 的概念

　　系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能:

　　1、对设备初始化和释放。

　　2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据。

　　3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据。

　　4、检测和处理设备出现的错误。

　　在Linux操作系统下有三类主要的设备文件类型，一是字符设备，二是块设备，三是网络设备。字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待。

　　已经提到，用户进程是通过设备文件来与慧唯实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备?另外前碧世每个文件都有两个设备号，之一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序。

　　最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。

　　读/写时，它首先察看缓冲区的内容，如果缓冲区的数据未被处理，则先处理其中的内容。

　　如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序

　　二、实例剖析

我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理。把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备驱动程序。

#define __NO_VERSION__

#include

#include

　　char kernel_version = UTS_RELEASE;

　　这一段定义了一些版本信息，虽然用处不是很大，但也必不可少。Johnsonm说所有的驱动程序的开头都要包含，一般来讲更好使用。

　　由于用户进程是通过设备文件同硬件打交道，对设备文件的操作方式不外乎就是一些系统调用，如 open，read，write，close…， 注意，不是fopen， fread，但是如何把系统调用和驱动程序关联起来呢?这需要了解一个非常关键的数据结构：

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);

}

　　这个结构的每一个成员的名字都对应着一个系统调用。用户进程利用系统调用在对设备文件进行诸如read/write操作时，系统调用通过设备文件的主设备号找到相应的设备驱动程序，然后读取这个数据结构相应的函数指针，接着把控制权交给该函数。这是linux的设备驱动程序工作的基本原理。既然是这样，则编写设备驱动程序的主要工作就是编写子函数，并填充file_operations的各个域。

　　下面就开始写子程序。

#include

#include

#include

#include

#include

#include

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;

}

这个函数是为read调用准备的。当调用read时，read_test()被调用，它把用户的缓冲区全部写1。buf 是read调用的一个参数。它是用户进程空间的一个地址。但是在read_test被调用时，系统进入核心态。所以不能使用buf这个地址，必须用__put_user()，这是kernel提供的一个函数，用于向用户传送数据。另外还有很多类似功能的函数。请参考Robert著的《Linux内核设计与实现》（第二版）。然而，在向用户空间拷贝数据之前，必须验证buf是否可用。这就用到函数verify_area。

static int write_(struct inode *inode，struct file *file，const char *buf，int count)

{

return count;

}

static int open_(struct inode *inode，struct file *file )

{

MOD_INC_USE_COUNT;

return 0;

}

static void release_(struct inode *inode，struct file *file )

{

MOD_DEC_USE_COUNT;

}

　　这几个函数都是空操作。实际调用发生时什么也不做，他们仅仅为下面的结构提供函数指针。

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 */

};

　　这样，设备驱动程序的主体可以说是写好了。现在要把驱动程序嵌入内核。驱动程序可以按照两种方式编译。一种是编译进kernel，另一种是编译成模块(modules)，如果编译进内核的话，会增加内核的大小，还要改动内核的源文件，而且不能动态的卸载，不利于调试，所以推荐使用模块方式。

int init_module(void)

{

int result;

result = register_chrdev(0， “test”， &test_fops);

if (result

#include

#include

#include

main()

{

int testdev;

int i;

char buf;

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

printf(“%d\n”，buf);

close(testdev);

}

　　编译运行，看看是不是打印出全1 ？

　　以上只是一个简单的演示。真正实用的驱动程序要复杂的多，要处理如中断，DMA，I/O port等问题。这些才是真正的难点。请看下节，实际情况的处理。

如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序

　三、设备驱动程序中的一些具体问题

　　1。 I/O Port。

　　和硬件打交道离不开I/O Port，老的ISA设备经常是占用实际的I/O端口，在linux下，操作系统没有对I/O口屏蔽，也就是说，任何驱动程序都可对任意的I/O口操作，这样就很容易引起混乱。每个驱动程序应该自己避免误用端口。

　　有两个重要的kernel函数可以保证驱动程序做到这一点。

　　1）check_region(int io_port， int off_set)

　　这个函数察看系统的I/O表，看是否有别的驱动程序占用某一段I/O口。

　　参数1：I/O端口的基地址，

　　参数2：I/O端口占用的范围。

　　返回值：0 没有占用， 非0，已经被占用。

　　2）request_region(int io_port， int off_set，char *devname)

　　如果这段I/O端口没有被占用，在我们的驱动程序中就可以使用它。在使用之前，必须向系统登记，以防止被其他程序占用。登记后，在/proc/ioports文件中可以看到你登记的I/O口。

　　参数1：io端口的基地址。

　　参数2：io端口占用的范围。

　　参数3：使用这段io地址的设备名。

　　在对I/O口登记后，就可以放心地用inb()， outb()之类的函来访问了。

在一些pci设备中，I/O端口被映射到一段内存中去，要访问这些端口就相当于访问一段内存。经常性的，我们要获得一块内存的物理地址。

　　2。内存操作

　　在设备驱动程序中动态开辟内存，不是用malloc，而是kmalloc，或者用get_free_pages直接申请页。释放内存用的是kfree，或free_pages。 请注意，kmalloc等函数返回的是物理地址！

　　注意，kmalloc更大只能开辟128k-16，16个字节是被页描述符结构占用了。

　　内存映射的I/O口，寄存器或者是硬件设备的RAM(如显存)一般占用F以上的地址空间。在驱动程序中不能直接访问，要通过kernel函数vremap获得重新映射以后的地址。

　　另外，很多硬件需要一块比较大的连续内存用作DMA传送。这块程序需要一直驻留在内存，不能被交换到文件中去。但是kmalloc最多只能开辟128k的内存。

　　这可以通过牺牲一些系统内存的方法来解决。

　　3。中断处理

　　同处理I/O端口一样，要使用一个中断，必须先向系统登记。

int request_irq(unsigned int irq ，void(*handle)(int，void *，struct pt_regs *)，

unsigned int long flags， const char *device);

irq: 是要申请的中断。

handle：中断处理函数指针。

flags：SA_INTERRUPT 请求一个快速中断，0 正常中断。

device：设备名。

　　如果登记成功，返回0，这时在/proc/interrupts文件中可以看你请求的中断。

　　4。一些常见的问题。

对硬件操作，有时时序很重要（关于时序的具体问题就要参考具体的设备芯片手册啦！比如网卡芯片RTL8139）。但是如果用C语言写一些低级的硬件操作的话，gcc往往会对你的程序进行优化，这样时序会发生错误。如果用汇编写呢，gcc同样会对汇编代码进行优化，除非用volatile关键字修饰。最保险的办法是禁止优化。这当然只能对一部分你自己编写的代码。如果对所有的代码都不优化，你会发现驱动程序根本无法装载。这是因为在编译驱动程序时要用到gcc的一些扩展特性，而这些扩展特性必须在加了优化选项之后才能体现出来。

linux中有没有类似驱动精灵的软件

ubuntu系统是没有类似的驱动修复工具的。如果在ubuntu环境中遇到一些硬件无法正常安装驱动的话，可以尝试以下方法解决：

1、ubuntu自带了大量中信的驱动程序，因此可通过“受限驱动管理器”来进行驱动安装。

a）系统 =>系统管理 =>受限驱动管理器

b）输入用户密码

c）选择要安装驱动的硬件，在“已启用虚锋”选项上打勾，这时，在你选中“已启用”后就会弹出一窗口询问你是否要启用你所选择的驱动,点击Enable（启用驱动）。

d）Ubuntu 将自动下载并安装驱动程序并安装。安装完成后点击 close (关闭)。

e）驱动安装完成后 Ubuntu 会提示你重启动计算机，点击右上角的重启图标即可重启计算机，在重新启动计算机后，驱动即安装完成。

2、去硬件对应的官方网站下载对应的Linux版的驱动程序进行安装，如果该官网没有对差培晌应的Linux版本的驱动程序，则说明该硬件无法再Linux环境下运行。

linux的驱动一般是通过内核支持，如果内核不支持，才需要驱动。主流的linux发行版基本裂竖槐上是装好就能用，不需要安装额外驱动

linux主要用于服务器系统，一般的

驱动程序

都集成在系统ios文件里面，纤培或者系统光盘中。没有必要额肆友外按照驱动程序。

如果你是想安装桌面版的linux的话，安装系统时选择桌面版的

安装包

基本桌面驱动就都存在了。

关于linux驱动开发调试工具的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。

香港服务器选创新互联，2H2G首月10元开通。
创新互联（www.cdcxhl.com）互联网服务提供商,拥有超过10年的服务器租用、服务器托管、云服务器、虚拟主机、网站系统开发经验。专业提供云主机、虚拟主机、域名注册、VPS主机、云服务器、香港云服务器、免备案服务器等。

文章题目：助力Linux驱动开发，轻松调试工具(linux驱动开发调试工具)
网站链接：http://www.shufengxianlan.com/qtweb/news31/380231.html

网站建设、网络推广公司-创新互联，是专注品牌与效果的网站制作，网络营销seo公司；服务项目有等

广告

声明：本网站发布的内容（图片、视频和文字）以用户投稿、用户转载内容为主，如果涉及侵权请尽快告知，我们将会在第一时间删除。文章观点不代表本网站立场，如需处理请联系客服。电话：028-86922220；邮箱：631063699@qq.com。内容未经允许不得转载，或转载时需注明来源： 创新互联