04-Linux

字符设备驱动框架简介Linux的字符设备驱动框架是以struct cdev为核心的一套API，通过向内核注册cdev，从而向用户空间提供对设备进行IO操作的接口 注意：Linux字符设备驱动框架主要用于封装设备的IO操作，有别于Linux的设备驱动模型，并不负责设备与驱动的匹配之类的，所以2者通常同时出现 而且不是所有字符设备的驱动都需要用到这个框架，比如一个用了input子系统的按键，它不需要向用户提供IO操作的接口，所以就不需要（其实这是驱动分层的结果，input子系统的核心层会用到该框架来提供用户对/dev/input/eventXIO操作的能力，但我们自己写的驱动层不需要用） 核心组件 cdev12345678910111213141516struct cdev { struct kobject kobj; struct module *owner; const struct file_operations *ops; struct list_head list; dev_t dev; unsigned int...

GPIO子系统GPIO子系统是 Linux 内核中用于管理和控制通用输入/输出引脚的核心框架，它为开发者提供了统一的接口来操作硬件上的 GPIO 引脚，使用前需要用pinctrl将该引脚的复用配置成GPIO 驱动架构GPIO子系统的驱动同样遵循着“主机驱动和设备驱动分离”和“驱动分层”的思想，分为主机驱动层、核心层、设备驱动层 主机驱动层主机（GPIO控制器）驱动一般由原厂提供，且也作为设备树中的一个节点 SoC内部对于GPIO一般都有专门的控制器外设，它直接位于SoC的内存空间，通过配置该外设的寄存器，从而控制某个具体的GPIO 12345678910111213141516/{ soc{ aips1{ gpio1: gpio@0209c000 { compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx35-gpio"; reg = <0x0209c000 0x4000>; interrupts =...

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FrameBuffer设备 帧缓冲设备的应用开发通常是对/dev/fbX这个帧缓冲设备文件进行I/O操作，在注册帧缓存设备时，会在内核中开辟一个缓冲区，可以把它看成指向显存的指针，通过修改这个缓冲区的内存，内核会同步更改显存，进而改变帧缓冲设备实际显示的内容 个人感觉这一章介绍的对于Framebuffer设备的应用开发API过于底层，实际开发应该不会用如此底层的API来开发，而是用Qt或者LVGL那样的框架进行开发，所以==这章学习的意义不是很大== 1.基本步骤对帧缓冲设备的应用开发主要包括以下几步： 1.打开/dev/fbX这个设备文件 2.通过ioctl()系统调用获得帧缓冲设备的一些重要信息：如屏幕的分辨率大小、像素格式，根据屏幕参数计算显示缓冲区的大小 3.通过存储映射 I/O 方式将屏幕的显示缓冲区映射到用户空间（mmap），之后就能像操作数组一样操作显存 4.映射成功后就可以直接读写屏幕的显示缓冲区，进行绘图或图片显示等操作了 5.完成显示后，调用 munmap()取消映射、并调用...

Camera驱动开发Camera基础知识CMOS Sensor也常被简称为Sensor，它就是个光电转换器件，把光信号转换成电信号 特点： 只是一个裸芯片（die） 输出通常是 Raw Bayer 数据（RGGB/BGGR 等排列） 不含镜头、ISP、电路板等辅助模块 常见规格：分辨率（MP）、尺寸（1/2.3”）、像素尺寸、bit-depth（10/12-bit） 相机模组将Sensor、镜头、PCB、外壳等封装到一起的摄像头硬件模块，接口可以直接接主控 组成部分： CMOS Sensor → 输出 Raw 或 ISP 后的数据 镜头系统 → 聚焦光线到传感器 PCB 电路板 → 控制信号、时钟、I2C/CSI/USB 接口 ISP（可选）→ 有些模块自带 ISP，输出 NV12 / RGB / MJPEG 封装/外壳 →...

V4L2框架简介V4L2是Linux内核中的一套驱动框架，为视频类设备（USB、CSI摄像头…）的驱动开发和应用层提供了一套统一的接口规范 V4L2将视频设备视为字符设备，例如/dev/videoX，用户可以通过标准的文件系统接口（如ioctl、open、read、write等）与之交互 在音视频开发领域，许多框架比如FFmpeg都是以V4L2作为基础开发的，所以这个框架还是比较重要的 工作流程 从流程图中可以看到，几乎对摄像头的所有操作都是通过 ioctl()来完成，搭配不同的 V4L2 指令请求不同的操作，这些指令定义在头文件 linux/videodev2.h 中 打开设备打开设备其实和别的类型的设备一样，用open()系统调用就行了 1fd = open("/dev/video0", O_RDWR); 查询属性在V4L2中，使用ioctl()封装了一个指令和结构体用于属性的查询 1234567891011ioctl(int fd, VIDIOC_QUERYCAP, struct v4l2_capability *cap);struct...

USB概述USB是“Universal Serial Bus”的缩写，中文意思是“通用串行总线”。它是一种广泛使用的接口技术，主要用于连接计算机与各种外部设备，如鼠标、键盘、打印机、摄像头、移动硬盘、手机等。主要特点: 通用性强：USB接口被几乎所有类型的计算机（包括台式机、笔记本电脑、平板电脑等）和大量外部设备所支持，是一种通用的连接标准 即插即用：大多数USB设备在连接到计算机后，操作系统可以自动识别并安装相应的驱动程序，无需用户进行复杂的配置 支持热插拔：用户可以在不关闭计算机电源的情况下插拔USB设备，方便使用 传输速度快：USB技术不断更新，从最早的USB 1.0到现在的USB 3.2和USB4，传输速度大幅提升。例如，USB 3.2的理论传输速度最高可达20Gbps 支持多种设备连接：通过USB集线器，可以连接多个设备，扩展计算机的外设连接能力 USB技术发展 USB 1.x USB 1.0 USB 1.1（即USB 2.0 Full Speed） USB 2.0（即USB 2.0 High Speed） USB 3.x USB 3.0（即USB 3.2...

应用层控制GPIO控制GPIO硬件有以下几种方法： 编写驱动程序，在设备的IO操作里完成对GPIO的任意控制 在应用层依靠GPIO子系统在/sys/class/gpio中为GPIO类设备的属性文件来进行简单控制 基于sysfs进入到/sys/class/gpio 目录下可以看到GPIO控制器包含以下属性： export unexport gpiochipX 在使用一个GPIO前，需要将一个GPIO导出到用户空间，这样才能使用它，通过将要导出的GPIO序号写入到export属性文件即可完成导出，取消导出的话将要取消导出的GPIO序号写入到unexport属性文件即可。 在导出一个GPIO后，在/sys/class/gpio 目录下会新多出一个目录，代表此GPIO设备，该目录包含4个属性文件： 1.active_low：配置GPIO的极性，value的0/1到底代表高还是低电平由此属性决定（ ==输入输出均是==） 1234567891011121314//active_low 等于 0 时echo...