嵌入式Linux以其可應用於多種硬件平臺，內核高效穩定，源碼開放，軟件豐富，網絡通信和文件管理機制完善等優良特性，成為了嵌入式系統領域中的一個研究熱點。
嵌入式Linux系統中，內核提供保護機制，用戶空間的進程一般不能直接訪問硬件，進行嵌入式系統的開發，很大的工作量視為各種設備編寫驅動程序，除非系統不適用操作系統。
嵌入式Linux設備驅動程序開發流程
三類主要的設備文件類型：塊設備、字符設備和網絡設備。這種分類方法可以將控制不同的輸入/輸出設備的驅動程序與其他操作系統軟件分離開來。
字符設備與塊設備的主要區別是：在對字符設備發出讀/寫請求時，實際的硬件I/O一般緊接著發生；塊設備則不然，它利用用一塊系統內存做緩衝區，若用戶進程對設備的請求能滿足用戶的要求，就返回請求的數據，否則，就調用請求函數來進行實際的I/O操作。
網絡設備可以通過BSD套接口訪問數據。
BSD Socket 是UNIX系統中通用的網絡接口，它不僅支持各種不同的網絡類型，而且也是一種內部進程之間的通信機制。兩個通信進程都用一個 套接口來描述通信鏈路的兩端。套接口可以認為是一種特殊的管道，但和管道不同的是，套接口對於可以容納的數據的大小沒有限制。
Linux支持多種類型的套接口，也叫做套接口尋址族，這是因為每種類型的套接口都有自己的尋址方法。
Linux支持以下的套接口類型：
- UNIX UNIX域套接口
- INET Internet地址族TCP/IP協議支持通信。
- AX25 Amateur radio X25
- IPX Novell IPX
- APPLE TALK Appletalk DDP
- X25 X25
Linux的BSD套接口支持下面的幾種套接口類型：
1. 流式（stream）這些套接口提供了可靠的雙向順序數據流連接。它們可以保證數據傳輸中的完整性、正確性和單一性。INET尋址族中的TCP協議支持這種類型的套接口。
2. 數據報（Datagram）這種類型的套接口也可以像流式套接口一樣提供雙向的數據傳輸，但它們不能保證傳輸的數據一定能夠到達目的節點。即使數據能夠到達，也無法保證數據以正確的順序到達以及數據的單一性、正確性。UDP協議支持這種類型的套接口。
3. 原始（Raw）這種類型的套接口允許進程直接存取下層的協議。
4. 可靠遞送消息（Reliable Delivered Messages）這種套接口和數據報套接口一樣，只能保證數據的到達。
5. 順序數據包（Sequenced Packets）這種套接口和流式套接口相同，除了數據包的大小是固定的。
6. 數據包（Packet）這不是標準的BSD 套接口類型，而是Linux中的一種擴展。它允許進程直接存取設備層的數據包。
驅動程序共有的特性：
讀/寫：具體的讀/寫操作由驅動程序屏蔽掉了，操作系統定義好一些讀/寫接口，由驅動程序完成具體的功能，在驅動程序初始化時，需要把具有這種接口的讀/寫函數註冊到操作系統。
中斷：操作系統提供驅動程序響應中斷的能力，一般是把一箇中斷處理程序註冊到系統中，操作系統在硬件終端發生後，調用驅動程序的處理程序，Linux支持中斷的共享，即多個設備共享一箇中斷。
時鐘：操作系統應為驅動程序提供時鐘機智，一般是在預定的時間過了以後，回調註冊的時鐘函數。
實現一個嵌入式Linux設備驅動的大致流程如下：
1. 定義主、次設備號，也可以動態獲取；
2. 實現驅動初始化和清除函數，如果驅動程序採用模塊方式，則要實現模塊初始化和清除函數；
3. 設計所要實現的文件操作，定義file_operation結構；
4. 實現所需的文件操作調用，如read、write等；
5. 實現終端服務函數，並用request_irq想內核註冊；
6. 將驅動編譯到內核或編譯成模塊，用insmod命令加載；
7. 生成設備節點文件。
設備文件的操作要複雜得多，所有其他類型的操作都可以通過VFS的ioctl低啊用來執行。為此，只需要在驅動程序中實現ioctl函數，並在其中添加相應的case即可，通過cmd區分操作，通過arg傳遞參數和結果。
模塊化驅動程序設計及框架
Linux的內核是一個整體式內核（monolithic kernel，與之對應的是微內核，micro kernel），即所有的內核功能連接在一起，在同一個地址空間執行，但完全這樣做會帶來很多不便和浪費，Linux操作系統提供了一種機制，即內核模塊來解決這個問題。
模塊是內核的一部分，而且都是設備驅動程序，但它們並沒有編譯到內核中，而是被分別編譯並鏈接成一組目標文件，根據需要動態載入模塊可以保證內核達到最小，並且具有很大的靈活性。
內核魔鎧一部分保存在kernel中，另一部分在modules包中。
兩個重要的函數
內核為以後處理某些請求而註冊自己，完成這個任務後，它的“主”函數就立即終止了，模塊的作用就是擴展內核的功能，運行在內核中模塊化的代碼，通常，一個設備驅動程序完成兩個任務：模塊的某些函數作為系統調用執行，而另一些函數則負責處理中斷。
- init_module()：在模塊調入內核時調用，它在內核中註冊一定的功能函數，在註冊之後，如果有程序訪問內核模塊的某個功能，內核將查表獲得該功能在module中的位置，然後調用功能函數。
- cleanup_module():在模塊從內核中卸載時被調用，它把以前註冊的功能函數卸載掉。
init_module()函數在運行insmod命令後由系統調用，完成驅動模塊的初始化工作，clesnup_module()函數在運行rmmod命令後有系統調用。
Linux模塊調用如圖所示：
設備驅動加到嵌入式Linux內核中
嵌入式Linux設備驅動程序編寫完成後，需要將該驅動程序加到內核中，這要求修改嵌入式Linux的源代碼，然後重新編譯內核。具體步驟如下：
1. 將設備驅動程序文件（如：mydriver.c）複製到/linux/drivers/char/目錄下。該目錄保存了Linux下字符設備的設備驅動程序。修改該目錄下mem.c文件，在int chr_dev_init()函數中增加如下代碼：
#地方的發CONFIG_MYDRIVER
device_init();
#endif
其中，CONFIG_MYDRIVER是在配置Linux內核時賦值的。
2. 在/linux/drivers/char/目錄下Makefile中增加如下代碼：
ifeq($(CONFIG_MYDRIVER), y)
L_OBJS += mydriver.o
endif
如果在配置Linux內核時選擇了支持新定義的設備，則在編譯內核是會編譯mydriver.c生成mydriver.o文件。
3. 修改/linux/drivers/char/目錄下config.in文件，在comment character devices語句下面加上bool support for mydriver CONFIG_MYDRIVER。這樣，若內核編譯，運行make config、make menuconfig或make xconfig，那麼在配置字符設備時就會有選項support for mydriver，當選中這個選項時，設備驅動就加到內核中了。
4. 重新編譯內核，在shell中將當前目錄cd到lLinux目錄下，然後執行以下代碼：
#make menuconfig
#make dep
#make
在配置選項時，要注意選擇支持用戶添加的設備。這樣，得到的內核就包含了用戶的設備驅動程序。
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