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《嵌入式系統(tǒng)基于linux驅(qū)動程序設(shè)計與實驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、嵌入式系統(tǒng)基于Linux驅(qū)動程序設(shè)計與實驗驅(qū)動模塊實驗二十一內(nèi)核驅(qū)動設(shè)計入門－模塊方式驅(qū)動實驗一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)在LINUX下進(jìn)行驅(qū)動設(shè)計的原理；掌握使用模塊方式進(jìn)行驅(qū)動開發(fā)調(diào)試的過程二、實驗內(nèi)容在PC機(jī)上編寫簡單的虛擬硬件驅(qū)動程序并進(jìn)行調(diào)試，實驗驅(qū)動的各個接口函數(shù)的實現(xiàn),分析并理解驅(qū)動與應(yīng)用程序的交互過程。三、預(yù)備知識有C語言基礎(chǔ)；掌握在Linux下常用編輯器的使用；掌握Makefile的編寫和使用。；掌握Linux下的程序編譯與交叉編譯過程；有驅(qū)動開發(fā)的基本知識。四、實驗設(shè)備及工具硬件：PC機(jī)
2、Pentium500以上,硬盤40G以上,內(nèi)存大于128M。軟件：PC機(jī)操作系統(tǒng)REDHATLINUX9.0＋MINICOM＋AMR-LINUX開發(fā)環(huán)境五、實驗原理Linux中的驅(qū)動設(shè)計是嵌入式Linux開發(fā)中十分重要的部分，它要求開發(fā)者不僅要熟悉Linux的內(nèi)核機(jī)制、驅(qū)動程序與用戶級應(yīng)用程序的接口關(guān)系、考慮系統(tǒng)中對設(shè)備的并發(fā)操作等等，而且還要非常熟悉所開發(fā)硬件的工作原理。這對驅(qū)動開發(fā)者提出了比較高的要求，這個實驗主要是給大家進(jìn)入驅(qū)動設(shè)計提供一個簡單入門的一個實例，并不需要提供太多與硬件相關(guān)的內(nèi)
3、容，這部分應(yīng)該是通過仔細(xì)閱讀芯片廠家提供的資料來解決。驅(qū)動程序的作用是應(yīng)用程序與硬件之間的一個中間軟件層，驅(qū)動程序應(yīng)該為應(yīng)用程序展現(xiàn)硬件的所有功能，不應(yīng)該強(qiáng)加其他的約束，對于硬件使用的權(quán)限和限制應(yīng)該由應(yīng)用程序?qū)涌刂?。但是有時驅(qū)動程序的設(shè)計是跟所開發(fā)的項目相關(guān)的，這時就可能在驅(qū)動層加入一些與應(yīng)用相關(guān)的設(shè)計考慮，主要是因為在驅(qū)動層的效率比應(yīng)用層高，同時為了項目的需要可能只強(qiáng)化或優(yōu)化硬件的某個功能，而弱化或關(guān)閉其他一些功能；到底需要展現(xiàn)硬件的哪些功能全都由開發(fā)者根據(jù)需要而定。驅(qū)動程序有時會被多個進(jìn)程同
4、時使用，這時我們要考慮如何處理并發(fā)的問題，就需要調(diào)用一些內(nèi)核的函數(shù)使用互斥量和鎖等機(jī)制。驅(qū)動程序主要需要考慮下面三個方面：提供盡量多的選項給用戶，提高驅(qū)動程序的速度和效率，盡量使驅(qū)動程序簡單，使之易于維護(hù)。Linux的驅(qū)動開發(fā)調(diào)試有兩種方法，一種是直接編譯到內(nèi)核，再運行新的內(nèi)核來測試；二是編譯為模塊的形式，單獨加載運行調(diào)試。第一種方法效率較低，但在某些場合是唯一的方法。模塊方式調(diào)試效率很高，它使用insmod工具將編譯的模塊直接插入內(nèi)核，如果出現(xiàn)故障，可以使用rmmod從內(nèi)核中卸載模塊。不需要重
5、新啟動內(nèi)核，這使驅(qū)動調(diào)試效率大大提高。我們的實驗在PC機(jī)和UP-NETARM2410-S上都可以運行，編譯時使用不同的編譯器就可以了。1.驅(qū)動程序與應(yīng)用程序的區(qū)別應(yīng)用程序一般有一個main函數(shù)，從頭到尾執(zhí)行一個任務(wù)；驅(qū)動程序卻不同，它沒有main函數(shù)，通過使用宏module_init(初始化函數(shù)名);將初始化函數(shù)加入內(nèi)核全局初始化函數(shù)列表中，在內(nèi)核初始化時執(zhí)行驅(qū)動的初始化函數(shù)，從而完成驅(qū)動的初始化和注冊，之后驅(qū)動便停止等待被應(yīng)用軟件調(diào)用。驅(qū)動程序中有一個宏moudule_exit(退出處理函數(shù)名
6、)注冊退出處理函數(shù)。它在驅(qū)動退出時被調(diào)用。應(yīng)用程序可以和GLIBC庫連接，因此可以包含標(biāo)準(zhǔn)的頭文件，比如,在驅(qū)動程序中是不能使用標(biāo)準(zhǔn)C庫的，因此不能調(diào)用所有的C庫函數(shù)，比如輸出打印函數(shù)只能使用內(nèi)核的printk函數(shù)，包含的頭文件只能是內(nèi)核的頭文件，比如。2.內(nèi)核版本與編譯器的版本依賴當(dāng)模塊與內(nèi)核鏈接時，insmod會檢查模塊和當(dāng)前內(nèi)核版本是否匹配，每個模塊都定義了版本符號__module_kernel_version,這個符號
7、位于模塊文件的ELF頭的.modinfo段中。只要在模塊中包含，編譯器就會自動定義這個符號。每個內(nèi)核版本都需要特定版本的編譯器的支持，高版本的編譯器并不適合低版本的內(nèi)核，比如UP-NETARM2410-S實驗儀中的LINUX-2.4.19的內(nèi)核需要2.95.3的GCC版本編譯器。Linux-2.4版本的insmod命令裝載模塊時，首先從/lib/modules目錄和內(nèi)核相關(guān)的子目錄中查找模塊文件，如果需要從當(dāng)前目錄裝載，使用insmodmodule.o。3.主設(shè)備
8、號和次設(shè)備號傳統(tǒng)方式中的設(shè)備管理中,除了設(shè)備類型外,內(nèi)核還需要一對稱作主次設(shè)備號的參數(shù),才能唯一標(biāo)識一個設(shè)備。主設(shè)備號相同的設(shè)備使用相同的驅(qū)動程序，次設(shè)備號用于區(qū)分具體設(shè)備的實例。比如PC機(jī)中的IDE設(shè)備，一般主設(shè)備號使用3，WINDOWS下進(jìn)行的分區(qū)，一般將主分區(qū)的次設(shè)備號為1，擴(kuò)展分區(qū)的次設(shè)備號為2、3、4，邏輯分區(qū)使用5、6….。設(shè)備操作宏MAJOR()和MINOR()可分別用于獲取主次設(shè)備號，宏MKDEV()用于將主設(shè)備號和次設(shè)備號合并為設(shè)備號，這些宏定義在include/linux/k
