实验七嵌入式系统驱动实验资料

1、实验七 ARM9嵌入式系统硬件驱动基础开发实验【实验目的】1. 掌握嵌入式linux内核的配置编译及移植。2. 掌握ARM linux驱动程序的开发流程。【实验内容】1. 常用linux命令的使用2. 嵌入式linux驱动程序开发步骤3.linux内核配置、编译以及移植【实验设备】1. ARM9开发板2. 串口线、USB线3. PC 机（软件：VMware Workstation6.5）【实验原理】嵌入式Linux是以Linux为基础的嵌入式作业系统，它被广泛应用在移动电话、个人 数字助理（PDA）、媒体播放器、消费性电子产品以及航空航天等领域中。Linux是开放源代码的操作系统，同时具有体积

2、小、执行速度快、较好的可裁剪性与移植性等特点。针对ARM CPU开发的具有 MMU （ Memory Ma nageme nt Un it）功能的嵌入式 Li nux操作系统是 ARM平台上操作系统的最佳选择。通用的基于ARM系统的Linux开发步骤如下：1） 开发目标硬件系统：如选择微处理器，Flash及其他外设等；2） 建立交叉编译工具：一般的GCC工具都是针对 X86体系的，为了能够生成目标板 可执行的代码必须建立交叉编译工具；3）开发Bootloader :建立启动系统的主引导程序；4）移植Linux内核：如基于 ARM的Linux2.4内核移植；5） 开发一个根文件系统：如yaffs

3、文件系统的制作；6） 开发相关硬件的驱动程序：如LCD、Keypad等；7） 开发上层的应用程序：女口QT GUI开发。驱动程序的目的一般式驱动硬件正常工作，所以通常所说的驱动程序都是针对特定的硬件来编写的。驱动程序既可以工作在有操作系统的环境下，也可以工作在无操作系统的环境中。通常在做一些简单的硬件控制时，由于功能比较单一，不需要操作系统来管理，所以针 对这种情况下的驱动程序相对来说也比较简单，但是作为一个嵌入式系统，他要实现的任务也相对比较多，比较复杂，所以需要有操作系统来对他进行管理。设备驱动程序是操作系统内核和及其硬件之间的接口。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

4、来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。 Linux下的设备驱动程序是内核的一部分，运行在内核模式。也就是说，设备驱动程序为内 核提供了一个I/O接口，用户使用这个接口实现对设备的操作。我们在这个实验中主要是将驱动程序的 C文件交叉编译后添加进内核，同时，在文件系统中添加驱动测试程序。最后 将生成的系统映像文件烧进开发板中。对于驱动程序的使用， 有静态编译和动态编译两种， 静态编译指的是将驱动程序添加到 内核中，动态编译是指将驱动程序编译成驱动模块。我们采用第一种，即静态编译的方式添加驱动程序。驱动程序的开发步骤如下：1）首先，用户在自己的驱动程序源文件

5、中定义file_operations结构，并编写出设备需要的各种操作函数，对于设备不需要的操作函数用NULL初始化，这些操作函数将被注册到内核。当应用程序对相应的设备文件进行操作时，内核会找到相应的操作函数，并进行调用。 如果操作函数使用 NULL，操作系统就进行默认的处理。2) 设备驱动程序编写完成后，就可将其添加到linux内核中，这需要修改linux的源码， 然后重新配置编译linux内核。3) 编写相应的驱动测试程序，下载到 ARM板进行相应驱动的测试。【实验步骤】1. 打开桌面上的虚拟机软件VMware Workstation，用户名为root，密码为123456，即以超级用户的身份

6、登录。打开终端，学习一下Linux常用命令：# cd/切换到根目录# cd dir切换到当前目录下的 dir目录下# cd.切换到上一级目录# Is显示当前目录下的文件列表# vifile编辑文件file# tar xzvf file.tgz 将文件 file 解压# rm file 删除文件# rm -r dir删除当前目录下叫dir的整个目录# cp source target将文件source复制为target，可以指定文件路径# cat file 查看file的内容# mv file /dir将当前目录下的file文件移动到dir目录下还有一些命令会在后面的使用中具体讲解。2. 在终端

7、里进入 /opt/FriendlyARM/Nano2410V2目录下，其中有一个 kernel文件夹，这就是我们要操作的 LINUX的内核。进入kernel/drivers/char ,即内核驱动的字符型设备驱动 文件夹，然后ls查看里面的文件列表，其中有一个super2410-leds.c文件，这是一个led驱动程序，但此程序需要修改才能适用于我们的ARM板。3. 输入vi super2410-leds.c ,对此文件进行编辑。 在vi编辑器里面默认的是命令模式，键入i就进入了编辑模式。程序里 led_table中定义了四个端口，我们将 GPIO_E13改为 GPIO_F7,即我们只对板子上

8、的LED2进行操作。修改之后按Esc回到命令模式，然后输入：wq保存退出。4. 打开kernel/drivers/char目录下的 Makefile文件，即输入 vi Makefile 。切换到编辑 模式，在第 199 行里输入 obj-$(CONFIG_SUPER2410_LEDS) +=super2410-leds.o。按 Esc 键，输入:wq保存退出。这一步操作时为了在编译内核时将super2410-leds.c编译成super2410-leds.o 文件。HMtffliMjIiDsbZnoiZEricrtdkAJUirfZhtoM蜩僭*材鋤的向垃d血文件世)编揖査昏Y) 终端转別()

9、 帝肋(H)bj-$( (IN* I (i_SYTttJ bK +- sync link ,oDbj-$(ClW-(；_NjrLC； *= n_hdlc.obj -$( OtTF I G_SPEC1 ALJ X. +- speciilix.oubj-$ CXhFIG IMA EOLTJN SERIAL. += amiseril.o obj -$ 1N- J j V .： ?_+= se r_a2232 gthe r ic_ser ia koobj-$( ( i N-1(. s.X += sx gtntr ic_ser ia I .o obj-$( Clhb 0： += r ic/r io .o

10、 gener ic_se r ia I . obj-$ ClhFI(j Sil SCI + sh-sc i .o gent? r ic_ser ii I .o obj -$( ClhF IG SFJI AL 167)+- seriall67.0obj - S f Nj J j MM-.J 4 / h仃+= gene r ic_se r ia I o rie_5cc .oobj -$： ( i N-1 . m J _s( i+= gene r jc_se r ia I .o vnr sec .obj-$( OOF 1 G B%E60CK SGC) += gener ic_xer ia I .o

11、vrre_scc .o obj-CCJbf I(j SERI r.V? 12+ gener ic_s(?r ia I . ser ii l_ tx3912 .ojb j - $ (OChF G_bhhCe410 A_ V3 _BUTTt NS * na no241 Oa _v2- bu I ton &. o objIG_NANQE4 WV2_.TX“： += s3c2410adc o Aj(WLS3Q4lO_iaXIaSENI += s3c24IO-ts .nodu lebj-$ OOFt G_s l.PEEU-11 n_Ll-1 fi +=supe r2410-led.osubtlir-l(

12、ClW- IG RIO) += r insubdir-$ (IN1 J11 M lrl += joys I ick即输入vi Config.in。切换到编辑 Support Super2410Leds保存退出。这样在运行 menuconfig5. 打开 kernel/drivers/char 目录下的 Config.in 文件， 模式，在第 89 行里输入 dep_tristate CONFIG_SUPER2410_LEDS，然后按 Esc 键，输入：wq 配置字符设备时就会出现Support Super2410 Leds的字样，如果选中并编译通过，驱动程序就加到内核中了。romIKg比/op

13、t/F肝陪1，讪辿 aiioL4 “小卫/血川由芒型“艸扁卩CX1SF1G PC KEYBm0 编辑團査看兰)终端(D 转到匹L)剂助(H) e Ibun 1 Eiiab le PS2 Keyboard Suppur l1bool EnabIe Smrt Gard Beider 0 Supporl hacI Enable Snarl Gt rd Reader 1 Suppor Iif 乌仃NHGJOiPEfUMNrAr = T -a aNlG_Z(KRO* = y】；lhen1 r i s (a le GniTTiT)dore A2232 ser ia I suppejr | ( KXIJER

14、J MLNIAI- QhFtG_A2232source dr ivers/set ia I/Config + in dep_t1 i s la le dep_tr islale drp_tr islale dep_tr istiteCH S3(410Support SuppQT t Suppor t Supporl(ibElG_SlP*R24 O_LF：OSButtons OOhF 11 OA_V2_BLTTOSAD Input U141 (；_NNIE410A_V2_AD(；Super2410 Leds1bhna24l(JA W.Ohfarw24lOA W.OTouchScrttn (IhH

15、)lIMfllinuxrc1rootBFriendlyARM /# cd /etc/rc,d/init +d/ HrootBFriendlyARM init + dltt Is1 httpd leds netdrootFriendlyARM init.dltt ./leds stopHrootFriendlyARM init.dltt _1 v L已连接 0:08:3 AHSIW115200 3-H-l15.进入/sbin，查看文件列表会发现我们添加的驱动测试程序ledtest：-超级终瑞口叵区文件空編辑电）查看迪 呼叫心 倍送0）帮助QP 用商鲁巫口 e ns* rootFr iendlyA

16、RM/etclH cd rootFriendlyARM/H Is sbin/ adjtinexifdownmad卩1日y armcomtestif upmakedevsB boaimagewritemkswap fdiskinetdmodboxH freeramdiskinitmodprobeI fsck.minixinsmodnameif ftpledpiuot_root gettylecbplayerpoweroff haltledtestreboot.hdparmloadkmaprmmodI hwclocklosetuprouteI ifconfiglsmodrunleuel Lroot

17、lricndlyARM/ttli 山.1IX.已连接 010： ABSItf115200.HVM .插打印rn fxD冷霽a dfi*ftpledpiuot_rootAlget tylecl-playerpoweroffhaltledtestreboothdparmloadkmdprmmodhwclocklosetuprouteifconfiglsmodrunleveltrootFriendlyARM/tt Is dev/memptmxbuttonsfb8consolefullmixerttycuaOh3600Ltsrawrandomttycualrootttycua2kmemnullttyd

18、spledsportsdalttyrootFriendlyARM/tt _二Il1V| 已连接 0:12:3t ANSIW115200 8-H-LJCRJDLL 1 CA首丨打印这时候我们进行驱动程序的测试，输入ledtest 1 1则点亮LED2 ,输入ledtest 1 0则熄灭LED2。rtest -趙级终瑞叵文件编辑萱看电）呼叫）槎送 帮助鲁 1-0 edfi*hwclocklosetuprouteifconfiglsmodrunlevelrootSFriendlyARM/1H Isdev/memptmxbuttonsfb0consolefullmixerttycua0h3600_ts

19、rawrandomttycualrootttycua2kmemnullttydspledsportsdalttyrootBFriendlyARM /1H ledtestUsage: ledsled_no011rootQFriendlyARM /tt ledtest 10rootFriendlyARM /Itt ledtest 11rootFriendlyARM/IttI l已连接 0:15:0c AHSIW115200 8-H-L丄ROLLI CA阪.m .孑首丨打印实现一个简单的linux字符设备驱动步骤1:编写驱动程序1. #in elude 2. #in elude 3. #in elu

20、de 4. #in elude 5. #in elude 6. #i nclude 7. #in elude 8. #in elude 9. #defi ne DEVICE_NAME cdev_zha ngwei10. int nu mber_of_devices = 1;11. struct edev mydev;12. dev_t dev = 0;13. char data128 = /0; / the data of my device14. struct class *myclass;15. static int mydev_open(struct inode *inode, stru

21、ct file *file)16. 17. pr_in fo(mydev driver ope n!/n ”)；18. return 0;19. 20. static int mydev_release(struct inode *inode, struct file *file)21. 22. pr_i nfo(mydev driver released!/n);23. return 0;size_t count, loff_24. 25. ssize_t mydev_write(struct file *file, const char _user *buf, t *f_pos)26. 2

22、7.ssize_t ret = 0;28.pr_i nfo(mydev_write!/n);29.pr_in fo(writi ng %d bytes/n, coun t);30.if (count 127)31. return -ENOMEM;32. if (cou nt 0)33. return -EINVAL;34. if (copy_from_user(data, buf, coun t) 35. ret = -EFAULT;36. 37. else 38. data127 = ”/0”；39. pr_in fo(ker nel received: %s/n,data);40. ret

23、 = count;41. 42. return ret;43. len ,loff_t* off)44. static ssize_t mydev_read(struct file* filp, char * buf, sizej45. 46. if( copy_to_user(buf,data,le n)47. 48. return -EFAULT;49. 50.50. return len;51. 52. struct file_operati ons mydev_fops = 53. .ow ner = THIS_MODULE,54. .ope n = mydev_ope n,55. .

24、read = mydev_read,56. .write = mydev_write,57. .release = mydev_release59.58. ；59. static int _in it mydev_i nit(void)60. 61. int result, error;62. result = register_chrdev(O, DEVICE_NAME, & mydev_fops);63. pr_in fo(udev_cdev: get major nu mber: %d/n, result);64. dev = MKDEV(result, 0);65. myclass =

25、 class_create(THIS_MODULE, mydev_class);66. device_create(myclass, NULL, dev, NULL, DEVICE_NAME);67. return 0;68. 69. static void _exit mydev_exit(void)70. 71. cdev_del(&m ydev);72. un register_chrdev_regi on( dev, nu mber_of_devices);73. device_destroy(myclass, dev);74. class_destroy(myclass);75. pr_i nfo(Goodbye cdev!/n);76. 77. modulen it(mydev_i nit);78. module_exit(mydev_exit);79. MODULE_LICENSE(GPL);80. MODULE_DESCRIPTION(Simple cdev udev driver test);步骤2 :编译，