《嵌入式系统原理及应用》 课件 第6章 设备驱动程序设计；第7章 Linux系统移植

设备驱动程序设计正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology嵌入式系统原理与应用目录CONTENTS01.驱动开发概述02.内核模块03.字符设备驱动正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology01PARTONELinux驱动概述正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology设备驱动程序（DeviceDriver），简称驱动程序(Driver)。它是一个允许计算机软件与硬件交互的程序。这种程序建立了一个硬件与硬件，硬件与软件形成连接，这样的连接使得硬件设备之间的数据交换成为可能。设备驱动程序是计算机硬件与应用程序的接口，是软件系统与硬件系统沟通的桥梁。字符设备块设备网络设备设备驱动分类02PARTTWO内核模块正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology1、字符设备--c正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、Linux设备驱动分类应用程序和驱动程序进行数据读写时，是以“字节”为单位，按照固定的顺序传输；数据是实时传输，没有缓存。字符设备是没有文件系统的。绝大部分设备驱动是字符设备：LED、BEEP、按键、键盘、触摸屏、摄像头、液晶屏、声卡、IIC、SPI、...应用程序：系统IO函数open("/dev/led_drv",O_RDWR)read()write()ioctl()mmap()close()2、块设备--b正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、Linux设备驱动分类应用程序和驱动程序之间进行数据读写时，数据是以“块”为单位，1block=1024KB。块设备是有缓存的，块设备是有文件系统的。大容量的存储设备一般都是块设备：nandflash、eMMC、SD、U盘、硬盘、....#cat/proc/partitionsmajorminor#blocksnammcblk0179165536mmcblk0p1应用程序访问块设备[root@GEC6818/]#ls/dev/sda*-lbrw-rw-rw-1rootroot8,0Jan100:11/dev/sda--->U盘1）挂载---块设备是有文件系统的。2）像访问普通文件一样访问块设备的内容。3、网络设备正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、Linux设备驱动分类网卡类的设备：有线网卡、无线网卡、...，网络设备是没有设备文件的。应用程序：

socket套接字：IP+端口号正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、内核模块的定义1、linuxkernelmodule2、module编译后会生成一个*.ko安装驱动：#insmodled_drv.ko卸载驱动：#rmmodled_drv.ko查看系统中，已安装的module：#lsmod驱动程序在内核中是独立的模块例如：beep驱动和LED驱动，beep和led间没有任何联系，可以通过应用

程序将两个驱动联系在一起。beep驱动和led驱动各自是独立的module。说明：每个驱动程序都是一个独立模块，每设计一个驱动程序，首先设计一个module，驱动程序是包含在module中。三、Sourceinsight创建工程1、SI设置Options--->DocumentOptions--->DocumentType：CSourceFile:*.c;*.h;*.S;*.s

X86AsmSourceFile:*.asm;*.inc;*.S;*.s2、创建一个工程project-->newproject-->工程文件放在源码包中（I:\GEC6818物联网综合实验箱（多模块版本）-201708\1、嵌入式6818网关平台\源码\kernel6818\kernel6818）addtree（稍微等一下）--->close3、文件的同步project--->synchronizeFiles（同步文件）4、内核源码在kernel中I:\GEC6818物联网综合实验箱（多模块版本）-201708\1、嵌入式6818网关平台\源码\6818GEC\kernelMinnanUniversityofScienceandTechnology正大气象厚德载物四、设计一个module并编译注意：参考内核源码，首先使用sourceinsight创建一个内核源码的工程例子：/drivers/watchdog/mxp_wdt.c1、设计module正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology2、Makefile3、编译1、指定安装驱动的入口函数，用宏module_init（安装驱动的入口函数名）2、指定卸载驱动的入口函数，用宏module_exit（卸载驱动的入口函数名）3、定义对应入口函数4、驱动的描述

MODULE_AUTHOR("bobeyfeng@163.com");//作者联系方式MODULE_DESCRIPTION("LEDdriverforGEC6818");//驱动描述MODULE_LICENSE(“GPL”);//GPL协议MODULE_VERSION("V1.0");#include<linux/module.h>#include<linux/kernel.h>#include<linux/init.h>//入口函数--->安装驱动staticint__initgec6818_led_init(void){ printk(“<4>”“gec6818leddriverinit\n”);//内核程序打印printk，应用程序printf return0;}//出口函数--->卸载驱动staticvoid__exitgec6818_led_exit(void){ printk("gec6818leddriverexit\n");}

//驱动程序的入口：#insmodled_drv.ko-->module_init()-->gec6818_led_init()module_init(gec6818_led_init);//驱动程序的出口：#rmmodled_drv.ko--->module_exit()-->gec6818_led_exit()module_exit(gec6818_led_exit);

//module的描述。#modinfoled_drv.koMODULE_AUTHOR("bobeyfeng@163.com");//作者联系方式MODULE_DESCRIPTION("LEDdriverforGEC6818");//驱动描述MODULE_LICENSE(“GPL”);//GPL协议MODULE_VERSION("V1.0");1、设计module正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnologyINSTALLDIR

=

/tftpboot

ifneq($(KERNELRELEASE),)obj-m:=hello.oelseKERNELDIR:=/home/cw/kernel/CROSS_COMPILE:=/home/cw/6818GEC/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-eabi-4.8/bin/arm-eabi-

PWD:=$(shellpwd)

default:

#mkdir-p$(INSTALLDIR)

$(MAKE)ARCH=armCROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE)-C$(KERNELDIR)M=$(PWD)modules

#cp--target-dir=$(INSTALLDIR)hello.ko

clean:

rm-rf*.o*.ko*.order.*.cmd*.mod.c*.symversendif2、Makefile---版本1目标：依赖Tab命令3）交叉编译工具2）内核源码的路径1）将源程序的目标文件led_drv.o，编译成一个module（ko）4）当前路径5）向内核源码路径下的Makefile文件传递两个参数，并调用内核源码下的Makefile文件，使用该Makfile中的工具，回到当前路径下，将源程序编译成一个module正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology

ROOTFS_DIR=/opt/4412/rootfs

ifeq($(KERNELRELEASE),)

KERNEL_DIR=/home/cw/kernel

CUR_DIR=$(shellpwd)

all:

make-C

$(KERNEL_DIR)M=$(CUR_DIR)modulesclean:

make-C

$(KERNEL_DIR)M=$(CUR_DIR)cleaninstall:

cp-raf*.ko

$(ROOTFS_DIR)/drv_moduleelse

obj-m+=hello.oendif2、Makefile---版本2正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology3、编译$make得到.ko下载到实验箱中（实验课）$fileled_drv.koled_drv.ko:ELF32-bitLSBrelocatable,ARM,EABI5version1(SYSV),BuildID[sha1]=04ff90444af056f8c1c04f119c7307950bfe16a5,notstripped$sizeled_drv.kotext data bss dec hex filename344 360 0 704 2c0 led_drv.ko$modinfoled_drv.kofilename:/mnt/hgfs/linux内核驱动/4module/demo/led_drv.koversion:V1.0license:GPLdescription:LEDdriverforGEC6818author:bobeyfeng@163.comsrcversion:5D5F2D6C66A08F289709359depends:vermagic:3.4.39-gecSMPpreemptmod_unloadARMv7p2v8vermagic--->versionmagic（魔数）：驱动可以安装的linux版本：3.4.39-gec，其中：-gec--->localversion，配置内核的时候ARMv7---->硬件的版本正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology3、编译GEC6818平台：[root@GEC6818/]#uname-aLinuxGEC68183.4.39-gec#4SMPPREEMPTTueOct2421:09:31CST2017armv7lGNU/Linux[root@GEC6818/]#insmodled_drv.ko[292.145000]gec6818leddriverinit[root@GEC6818/]#lsmodled_drv7600-Live0xbf000000(O)

[root@GEC6818/]#rmmodled_drv.ko[364.399000]gec6818leddriverexit正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology1）简单方法[root@GEC6818/]#cat/proc/sys/kernel/printk

7717[root@GEC6818/]#echo7417>/proc/sys/kernel/printk

将echo7417>/proc/sys/kernel/printk写入：/etc/profile2）printk加优先级printk(KERN_WARNING"gec6818leddriverinit\n");printk("<4>""gec6818leddriverexit\n");3）配置linux内核，修改优先级--->一劳永逸（1）使用默认的配置文件bobey@ubuntu:~/6818GEC/kernel$cparch/arm/configs/GEC6818_defconfig.config（2）makemenuconfig-->配置内核sudoapt-getupdatesudoapt-getinstalllibncurses5-dev#makemenuconfigKernelhacking--->(4)Defaultmessageloglevel(1-7)（3）保存退出（4）复制配置文件cp.configarch/arm/configs/GEC6818_defconfig（5）编译内核./mk-k/home/bobey/6818GEC/out/release/boot.img--->烧写到emmc正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology设置printk的优先级驱动程序有入口和出口，但是应用程序只有入口--main()五、驱动程序和应用程序的区别编译方法应用程序：gcc驱动程序：使用内核源码包提供的头文件、使用内核源码的编译工具：Makefile驱动程序是一个个独立的模块。各个驱动程序之间，一般是没有关系设计驱动程序时，只能使用内核源码提供的头文件，不能使用标准的C库：stdio.h，printf()正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology03PARTTHERE字符设备驱动正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、字符设备驱动的设计流程-------定义并初始化一个字符设备---------1、定义一个字符设备--->structcdev2、定义并初始化字符设备的文件操作集--->structfile_operations3、给字符设备申请一个设备号--->设备号=主设备号<<20+次设备号4、初始化字符设备5、将字符设备加入内核-------自动生成设备文件---------6、创建class7、创建device，其中device是属于class的-------得到物理地址对应的虚拟地址-------8、申请物理内存区，申请SFR的地址区。SFR---SpecialFunctionRegister：GPIOEOUT9、内存的动态映射，得到物理地址对应的虚拟地址10、访问虚拟地址正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序1、描述字符设备的结构体--cdev#include<linux/cdev.h>structcdev{ structkobjectkobj; --->内核管理驱动的时候，使用的一个object structmodule*owner; --->cdev是属于哪个module，一般写成THIS_MODULE conststructfile_operations*ops; --->cdev的文件操作集 structlist_headlist; --->内核管理cdev的链表 dev_tdev; --->设备号 unsignedintcount; --->次设备的数量};在linux内核中，使用cdev来描述一个字符设备，每个字符设备都有一个自己的cdev。设计字符设备首先定义一个cdev。例：staticstructcdevgec6818_led_cdev;正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序2、定义并初始化一个文件操作集（1）文件操作集#include<linux/fs.h>structfile_operations{ structmodule*owner; ............................... ssize_t(*read)(structfile*,char__user*,size_t,loff_t*); ssize_t(*write)(structfile*,constchar__user*,size_t,loff_t*); int(*mmap)(structfile*,structvm_area_struct*); int(*open)(structinode*,structfile*); int(*release)(structinode*,structfile*); long(*unlocked_ioctl)(structfile*,unsignedint,unsignedlong); ..............................}正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序2、定义并初始化一个文件操作集（2）文件操作集的作用每个cdev都有一个文件操作集，文件操作集是驱动程序给应用程序提供的接口。应用程序open()会找到驱动程序的open(),驱动程序的open()可以用来访问硬件。（3）例intgec6818_led_open(structinode*inode,structfile*filp){ return0;}ssize_tgec6818_led_read(structfile*filp,char__user*user_buf,size_tsize,loff_t*off){}ssize_tgec6818_led_write(structfile*filp,constchar__user*user_buf,size_tsize,loff_t*off){

}正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序2、定义并初始化一个文件操作集intgec6818_led_release(structinode*inode,structfile*filp){

return0;}staticconststructfile_operationsgec6818_led_fops={ .owner=THIS_MODULE,//此处是逗号 .open=gec6818_led_open, .read=gec6818_led_read, .write=gec6818_led_write, .release=gec6818_led_release,};正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序3、给字符设备申请一个设备号---dev_tdev（1）什么是设备号每个设备文件（字符设备or块设备）都有一个设备号，相当于设备文件ID。设备号是一个32bits的无符号整型值，设备号有主设备号（高12位）和次设备号（低20位）组成的。 typedef__u32__kernel_dev_t; typedef__kernel_dev_t

dev_t;（2）设备号运算的函数 1）由主设备号和次设备号生成设备号 #defineMKDEV(ma,mi) (((ma)<<MINORBITS)|(mi))//MINORBITS=20 2）由设备号得到主设备号和次设备号 #defineMAJOR(dev) ((unsignedint)((dev)>>MINORBITS)) #defineMINOR(dev) ((unsignedint)((dev)&MINORMASK))正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序3、给字符设备申请一个设备号---dev_tdev（3）主设备号和次设备号的作用

例：cd/dev---ls-l crw-rw----1rootroot204,64Jan11970ttySAC0串口0 crw-rw----1rootroot204,65Jan11970ttySAC1 crw-rw----1rootroot204,66Jan11970ttySAC2 crw-rw----1rootroot204,67Jan11970ttySAC3串口3主设备号描述一个硬件设备的类型：如uart、IIC、摄像头、...次设备号描述这种硬件类型下的具体某个硬件/dev/sys/class/主设备号一样，说明使用同一个类。正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序3、给字符设备申请一个设备号---dev_tdev（4）如何申请设备号

1）静态注册--->指定设备号，注册到内核中。如果内核已经使用该设备号，注册就不成功。intregister_chrdev_region(dev_tfrom,unsignedcount,constchar*name)参数说明： dev_tfrom--->注册的设备号；如果一次注册多个设备号，from就是注册设备号的开始值 unsignedcount--->次设备的数量 constchar*name---->设备名称，但不是设备文件的名字。#cat/proc/devices返回值：

成功返回0，失败返回复数错误码。例：crw-rw----1rootroot204,64Jan11970ttySAC0串口0crw-rw----1rootroot204,65Jan11970ttySAC1crw-rw----1rootroot204,66Jan11970ttySAC2crw-rw----1rootroot204,67Jan11970ttySAC3串口3register_chrdev_region(MKDEV(204,64),4,"ttySAC")//ttySAC--->设备名称

///dev/ttySAC0--->设备文件正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序3、给字符设备申请一个设备号---dev_tdev（4）如何申请设备号

2）动态分配--->内核自动分配空闲的设备号intalloc_chrdev_region(dev_t*dev,unsignedbaseminor,unsignedcount,

constchar*name)参数说明： dev_t*dev --->分配后的设备号 unsignedbaseminor --->次设备号的开始值 unsignedcount --->次设备的数量 constchar*name ---->设备名称，但不是设备文件的名字。#cat/proc/devices返回值：

成功返回0，失败返回复数错误码。

3）设备号的注销voidunregister_chrdev_region(dev_tfrom,unsignedcount)参数说明： dev_tfrom --->注册的设备号；如果一次注册多个设备号，from就是注册设备号的开始值 unsignedcount --->次设备的数量正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序4、初始化字符设备voidcdev_init(structcdev*cdev,conststructfile_operations*fops)思考：staticstructcdevgec6818_led_cdev;//有内存cdev_init(&gec6818_led_cdev,conststructfile_operations*fops);或：staticstructcdev*gec6818_led_cdev;//没有内存cdev_init(gec6818_led_cdev,conststructfile_operations*fops);//segmentfaultok：staticstructcdev*gec6818_led_cdev;gec6818_led_cdev=(structcdev*)kmalloc(sizeof(structcdev),GFP_KERNEL)if(gec6818_led_cdev==NULL){

}cdev_init(gec6818_led_cdev,conststructfile_operations*fops);//segmentfault正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序5、将字符设备加入内核（1）字符设备加入到内核intcdev_add(structcdev*p,dev_tdev,unsignedcount)参数： structcdev*p--->定义初始化好的字符设备 dev_tdev--->设备号 unsignedcount--->次设备的数量返回值：

错误返回错误码（2）

从内核中移除字符设备voidcdev_del(structcdev*p)正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序6、创建class

创建class和device的目的是在安装的驱动的时候，可以自动生成设备文件，在卸载驱动的时候，可以自动的删除设备文件。

如果不自动生成设备文件：也可以手动创建：#mkmodc/dev/led_drv主设备号

次设备号

创建的class生成在：/sys/class/#include<linux/device.h>（1）创建classstructclass*class_create(structmodule*owner,constchar*name)参数说明： structmodule*owner--->创建的class属于哪个module，一般为THIS_MODULE。 constchar*name--->自定义的class的名字返回值：

得到的class（2）class的删除voidclass_destroy(structclass*cls);正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序7、创建devicedevice是输于class的，当驱动程序有了class和device以后，内核使用mdev这个工具，根据class和device创建该驱动的设备文件。创建的device怎么查看：/sys/class/***/#include<linux/device.h>（1）创建devicestructdevice*device_create(structclass*class,structdevice*parent,dev_tdevt,void*drvdata,constchar*fmt,...)参数说明： structclass*class --->device属于哪个class structdevice*parent --->device的父设备，一般为NULL dev_tdevt --->设备号 void*drvdata --->驱动的data，一般为NULL constchar*fmt --->设备文件的名字返回值： structdevice* --->创建好的device（2）删除devicevoiddevice_destroy(structclass*class,dev_tdevt)正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序8、申请物理内存区回忆：裸机控制硬件的流程：

分析原理图-->找到控制硬件的GPIO-->找GPIO的寄存器--->分析寄存器--->理解寄存器的控制顺序--->通过寄存器的地址来访问该寄存器注意：裸机使用的是物理地址，所以直接使用CPU手册查到的地址可以编程。linux驱动使用的虚拟地址，不能直接使用物理地址。想办法，如果通过CPU手册查到的物理地址找到其对应虚拟地址？？？一般分成两个过程：

申请物理地址区作为一个资源----->将物理内存区做内存的动态映射，得到虚拟地址。注意：

资源---有限的，一旦一个物理内存区已经申请了，后面就不能再次申请。正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序8、申请物理内存区（1）申请物理内存区作为资源structresource*request_mem_region(resource_size_tstart,resource_size_tn, constchar*name)参数说明： resource_size_tstart --->物理内存区的开始地址 resource_size_tn --->物理内存区的大小 constchar*name --->自定义的物理内存区的名字返回值： structresource* --->物理内存区作为了资源思考：LED驱动，申请哪个物理内存区？？？ D8-->GPIOC17,D9-->GPIOC8,D10-->GPIOC7,D11-->GPIOC12 startaddress --->0xC001C000 addresssize --->结束地址：0xC001CFFF，大小：0x1000 name --->"GPIOC_MEM"（2）释放申请的物理内存区voidrelease_mem_region(resource_size_tstart,resource_size_tn)正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序9、io内存动态映射，得到虚拟地址#include<linux/io.h>（1）IO内存动态映射

将一段物理地址内存区映射成一段虚拟地址内存区void__iomem*ioremap(phys_addr_toffset,unsignedlongsize)参数说明： phys_addr_toffset --->要映射的物理内存区开始地址 unsignedlongsize --->物理内存区的大小返回值： void__iomem* --->映射后，虚拟地址内存区的首地址（2）解除IO内存动态映射voidiounmap(void__iomem*addr)正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序10、使用虚拟地址（1）得到虚拟地址 gpioc_base_va=ioremap(phys_addr_toffset,unsignedlongsize) if(gpioc_base_va==NULL){ printk("ioremaperror\n"); release_mem_region(0xC001C000,0x1000); device_destroy(leds_class,led_num); class_destroy(leds_class); cdev_del(&gec6818_led_cdev); unregister_chrdev_region(led_num,1); return-EBUSY; } //得到每个寄存器的虚拟地址 gpiocout_va=gpioc_base_va+0x00; gpiocoutenb_va=gpioc_base_va+0x04; gpiocaltfn0_va=gpioc_base_va+0x20; gpiocaltfn1_va=gpioc_base_va+0x24; gpiocpad_va=gpioc_base_va+0x18;正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology二、编写LED驱动程序10、使用虚拟地址（2）虚拟地址的类型：void__iomem*（3）访问虚拟地址的方法：与访问物理地址的方法一样 //10.访问虚拟地址 //10.1GPIOC7,8.12,17--->function1,作为普通的GPIO

*(unsignedint*)gpiocaltfn0_va&=~((3<<14)|(3<<16)|(3<<24)); *(unsignedint*)gpiocaltfn1_va&=~(3<<2); *(unsignedint*)gpiocaltfn0_va|=((1<<14)|(1<<16)|(1<<24)); *(unsignedint*)gpiocaltfn1_va|=(1<<2); //10.2GPIOC7,8.12,17--->设置为输出

*(unsignedint*)gpiocoutenb_va|=((1<<7)|(1<<8)|(1<<12)|(1<<17)); //10.3GPIOC7,8.12,17--->设置为输出高电平，D8~D11off

*(unsignedint*)gpiocout_va|=((1<<7)|(1<<8)|(1<<12)|(1<<17));（4）虚拟地址的访问方法：使用内核提供的函数u32readl(constvolatilevoid__iomem*addr)voidwritel(u32b,volatilevoid__iomem*addr)或者：void__raw_writel(u32b,volatilevoid__iomem*addr)u32__raw_readl(constvolatilevoid__iomem*addr)正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology三、常见错误码#include<linux/errno.h>#define EPERM 1 /*Operationnotpermitted*/#define ENOENT

2 /*Nosuchfileordirectory*/#define ESRCH 3 /*Nosuchprocess*/#define EINTR 4 /*Interruptedsystemcall*/#define EIO 5 /*I/Oerror*/#define ENXIO 6 /*Nosuchdeviceoraddress*/#define E2BIG 7 /*Argumentlisttoolong*/#define ENOEXEC 8 /*Execformaterror*/#define EBADF 9 /*Badfilenumber*/#define ECHILD 10 /*Nochildprocesses*/#define EAGAIN 11 /*Tryagain*/#define ENOMEM 12 /*Outofmemory*/#define EACCES 13 /*Permissiondenied*/#define EFAULT 14 /*Badaddress*/#define ENOTBLK 15 /*Blockdevicerequired*/#define EBUSY 16 /*Deviceorresourcebusy*/#define EEXIST 17 /*Fileexists*/正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology三、常见错误码#define EXDEV 18 /*Cross-devicelink*/#define ENODEV 19 /*Nosuchdevice*/#define ENOTDIR 20 /*Notadirectory*/#define EISDIR 21 /*Isadirectory*/#define EINVAL 22 /*Invalidargument*/#define ENFILE 23 /*Filetableoverflow*/#define EMFILE 24 /*Toomanyopenfiles*/#define ENOTTY 25 /*Notatypewriter*/#define ETXTBSY 26 /*Textfilebusy*/#define EFBIG 27 /*Filetoolarge*/#define ENOSPC 28 /*Nospaceleftondevice*/#define ESPIPE 29 /*Illegalseek*/#define EROFS 30 /*Read-onlyfilesystem*/#define EMLINK 31 /*Toomanylinks*/#define EPIPE 32 /*Brokenpipe*/#define EDOM 33 /*Mathargumentoutofdomainoffunc*/#define ERANGE 34 /*Mathresultnotrepresentable*/四、用户空间和内核空间交互数据正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology#include<linux/uaccess.h>（1）从用户空间获取数据unsignedlong__must_checkcopy_from_user(void*to,constvoid__user*from,unsignedlongn)放在驱动程序的write().（2）将数据拷贝给用户unsignedlong__must_checkcopy_to_user(void__user*to,constvoid*from,unsignedlongn)放在驱动程序的read()（3）完善write和read函数的编写五、驱动程序的调试与安装正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology驱动程序的调试1、应用程序（编写测试程序test.c）---使用系统IO的函数

$arm-linux-gcc-otesttest.c $filetesttest:ELF32-bitLSBexecutable,ARM,EABI5version1(SYSV),dynamicallylinked,interpreter/lib/ld-linux.so.3,forGNU/Linux3.2.0,notstripped2、驱动程序---使用字符设备驱动模型1）查看主设备号和设备名称 root@GEC6818/test]#cat/proc/devices Characterdevices: 100led_device2）查看设备文件 [root@GEC6818/test]#ls/dev/led_drv-l crw-rw----1rootroot100,0Jan100:04/dev/led_drv3）查看申请的内存 [root@GEC6818/test]#cat/proc/iomem c001c000-c001cfff:GPIOC_MEM4）查看class和device [root@GEC6818/test]#ls/sys/class/gec210_leds/ led_drv五、驱动程序的调试与安装正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology安装驱动1）将led_drv.ko和应用程序test下载到目标板中2）insmodled_drv.ko

如果没有打印出虚拟地址，则

vi/etc/profile

加入

echo7417>/proc/sys/kernel/printk

source/etc/profilermmodled_drv.koinsmodled_drv.ko3)执行应用程序./test五、驱动程序的调试与安装正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology安装驱动1）将led_drv.ko和应用程序test下载到目标板中2）insmodled_drv.ko

如果没有打印出虚拟地址，则

vi/etc/profile

加入

echo7417>/proc/sys/kernel/printk

source/etc/profilermmodled_drv.koinsmodled_drv.ko3)执行应用程序./test正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology2、直流电机驱动直流电机驱动电路如图所示。

通过查看原理图发现控制直流电机的I/O引脚为GPIOC24和GPIOC25。

如果让直流电机正转GPIOC24输出高电平，GPIOC25输出低电平；直流电机反转GPIOC24输出低电平，GPIOC25输出高电平，直流电机停止GPIOC24输出低电平，GPIOC25输出低电平。驱动程序见源码正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology3、PWM驱动驱动程序见源码蜂鸣器电路连接图如图所示。PWM2的管脚为GPIOC14PWM相关的寄存器如图所示。嵌入式系统原理与应用第七章Linux系统移植正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology目录CONTENTS01.U-Boot编译与移植02.Linux编译与移植03.Linux文件系统制作正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology01PARTONE嵌入式系统简介正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、BootLoader介绍二、S5p6818启动方式三、Uboot移植四、Uboot命令U-Boot编译与移植

S5p6818启动正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、BootLoader介绍BootLoader系统启动引导程序，主要作用：搬移内核（系统）到内存中执行。分类标准说明针对不同CPU架构1、针对X86架构的有LIL0、GRUB、ntldr等针对不同2、针对ARM架构的有vivi、armboot等CPU架构3、针对PPC架构的有ppcboot等4、可以支持多种架构的u-boot等针对不同操作系统1、专门用来启动Linux系统的vivi2、专门用来启动WinCE系统的eboot3、基于eCos系统的引导程序redboot4、可以启动多种操作系统的u-boot等正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、BootLoader介绍BootLoader简单对比BooloaderMonitor描述X86ARMLILO否Linux磁盘引导程序是否GRUB否GNU的LILO替代程序是否ntldr否x86上引导windowsNT系列是否armboot是专门为arm架构设计的boot否是ppcboot是引导ppc架构操作系统否是vivi是韩国Mizi公司针对三星ARM架构CPU设计引导程序否是redboot是基于eCos的引导程序是是u-boot是通用引导程序，支持多种CPU架构、多种操作系统是是正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnologyS5P6818systemboot的两种方式(芯片手册第3章systemBootP93)：1、外部静态内存启动：2、内部ROM启动：NANDbootSD/MMC/SDFSbootSPISerialEEPROMbootUARTbootUSBboot二、S5p6818启动方式二、S5p6818启动方式--- 确定启动方式为：SDHC启动BootMCU_SD0:1MCU_SD1:0MCU_SD2:1采用的是SD/MMC启动方式SD/MMC接口有3个通道，SD0卡槽、SD1卡槽和EMMC。默认是从SD0卡槽的中SD卡启动，如果SD0卡槽没有SD卡，是从EMMC启动。MCU_SD3:0,选用的是CH1二、S5p6818启动方式--- SDHC启动方式介绍iROM（0x34000000）20KBiRAM（0xffff0000）64KB1、上电执行固化在iROM中的指令，此代码出厂就有，主要功能初始化SD，识别SD接口等；2、从SD/MMC/eMMC拷贝用户的启动代码（约56KB）到iRAM；3、跳转到iRAM地址中，执行用户的启动代码；注：用户启动代码约等于56Kb。二、S5p6818启动过程S5P6818启动过程BL0阶段：芯片选择启动iROM、iROM选择启动下一阶段引导程序所在设备（P95图iROM启动Uboot第一阶段BL1Uboot第一阶段启动Uboot第二阶段BL2Uboot第二阶段启动内核综上所述，我们的userbootcode是从SD卡等外部设备上加载的，这样iROM就会先找到能够启动的外部设备SD卡，并从核心板上的EMMC上搬运userbootcode，而搬运的这段代码就是我们常说的Bootloader。ubootpak.bin主要就是一个包含了2ndboot和uboot.bin的完整Bootloader。二、S5p6818启动过程二、S5p6818启动过程二、S5p6818启动过程二、S5p6818启动过程三、Uboot移植---简介1、简介：Uboot最初是由PPCBoot发展而来，目前已成为Armboot和PPCboot的替代品2、特点：

支持操作系统有Linux、NetBSD、VxWorks、QNX、RTEMS、ARTOS、LynxOS等。

支持的处理器架构有PowerPC、MIPS、X86、ARM、NIOS、Xscale3、Uboot最新版本：http://git.denx.de/?p=u-boot.git;a=summary三、Uboot移植---源码目录三、Uboot移植---源码目录三、Uboot移植---源码目录三、Uboot移植---编译配置u-boot的配置编译需要经过以下步骤：①在u-boot的根目录下执行：#makeGEC6818_config//对应开发板配置Makefile会构建编译结构，如：架构、cpu、开发板、厂商、芯片、目录等，为下一步真正编译链接做准备。②修改include/configs/x6818.h配置文件③在u-boot根目录下执行:makeARM=ARCHCROSS_COMPILE=../prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-eabi-4.8/bin/arm-eabi-其中ARM=ARCHCROSS_COMPILE=../prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-eabi-4.8/bin/arm-eabi-，可以根据实际情况指定编译器路径，或可将本部分添加到顶层Makefile文件中，则输入编译命令可只输入：make。（注：选择的编译器需支持编译U-boot）三、Uboot移植---编译结果如下：GECuboot.bin三、Uboot移植---编译配置连接文件u-boot.ldsmake命令执行的是Makefile文件的第一个目标即->

->

->

->

->三、Uboot移植---编译配置连接文件u-boot.ldsnsih.txt和2ndboot是厂商提供的，二进制文件。将u-boot.bin、nsih.txt和2ndboot使用tools/mk6818工具生成ubootpak.bin根据以上步骤产生编译和链接所需文件的信息，最终make完成，在根目录下将生成：ubootpak.binu-boot.binu-boot.map三个文件。三、Uboot移植---编译配置1、Uboot源码中README:2、确定配置方法为：makeGEC6818_config3、在终端输入：makehelp4、打开Makefile文件，查找_config5、打开Uboot根目录中的mkconfig，

是一个shell脚本进行配置。三、Uboot移植---编译过程1、打开mkconfigUboot源码提供了配置脚本，完成CPU架构和平台信息选择配置：从boards.cfg文件中匹配到当前平台信息，将该信息重定向到/include/config.h中。信息如下：四、Uboot命令常用命令1、print得到所有命令列表2、help：helptest,列出test功能的使用说明3、ping：测试与其他设备网络是否连通4、setenv：设置环境变量，例：setenvserverip5、saveenv：设置好环境变量以后，保存变量值6、tftp：tftp32000000vmlinux,把server（IP=环境变量中设置的serverip）中/tftpdroot/下的vmlinux通过TFTP读入到物理内存32000000处。7、bootm：起动UBOOTTOOLS制作的压缩LINUX内核,bootm32000008、md：修改RAM中的内容,md32000000（内存的起始地址）四、Uboot命令---U-Boot命令制作内核的启动，通过U-Boot命令来实现的。U-Boot中每个命令都通过U_BOOT_CMD宏来定义，格式如下：U_BOOT_CMD(_name,_maxargs,_rep,_cmd,_usage,_help)各项参数的意义如下：

_name：命令的名字，它不是一个字符串。

_maxargs：最大的参数。

_rep：命令是否可重复，可重复是指运行一个命令后，下次敲回即可再次运行。

_cmd：对应的函数指针，类型为(*cmd)(structcmd_tbl_s*,int,int,char*[])。

_usage：简单的使用说明，这是个字符串。

_help：较详细的使用说明，这是个字符串。四、Uboot命令---U-Boot命令制作例：在U-boot中增加一条test命令，命令至少支持接收3个参数。并且根据输入参数做求和，打印求和的值。1）进入common目录下新增一个cmd_test.c文件，并且复制一份模板。2）打开cmd_test.c按要求修改。制作命令代码框架如下：#include<common.h>#include<command.h>

staticintdo_help(cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*constargv[]){……}

U_BOOT_CMD(……);四、Uboot命令---U-Boot命令制作例：在U-boot中增加一条test命令，命令至少支持接收3个参数。并且根据输入参数做求和，打印求和的值。3）修改后如下：4）保存，并修改本级Makefile文件，添加编译语句。ifndefCONFIG_SPL_BUILDobj-y+=main.oobj-y+=command.oobj-y+=exports.oobj-y+=hash.oobj-y+=cmd_test.o5）编译与下载了解awk工具02PARTTWOLinux内核编译与移植正大气象厚德载物MinnanUniversityofScienceandTechnology一、Linux内核版本及获得二、Linux内核结构三、Linux内核启动引导过程四、Linux内核的配置和编译五、Linux3.4.39内核移植Linux内核编译与移植-S5P6818一、Linux内核版本变迁及获得BootLoader系统启动引导程序，主要作用：搬移内核（系统）到内存中执行。一、Linux内核版本变迁及其获得登录Linux内核的官方网站/,可以看到如图Linux内核的版本号可以从源代码的顶层目录下的Makefile中看到，比如下面几行它们构成了Linux的版本号：3.4.39。VERSION=3PATCHLEVEL=6SUBLEVEL=39二、Linux内核结构内核源码结构下载源码后解压进入源码顶层目录如下图，其中首先要分析的三个重要文件为：Makefile、Kconfig、.config。.config为隐藏文件需输入ls-a可查看，是编译后自动生成文件保存相关配置项，Kconfig是生成配置菜单的重要文件。1、Makefile1）打开顶层Makefile：init-y、drivers-y、net-y、libs-y和c