嵌入式驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、嵌入式驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)題目：Linux計(jì)算器應(yīng)用程序及hello驅(qū)動(dòng)程序?qū)嶒?yàn)?zāi)康模赫莆誏inux常用操作命令、熟悉使用vi編程、掌握gcc/makefile編譯基本方法實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：必修儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟：一、編寫一個(gè)計(jì)算器程序，實(shí)現(xiàn)菜單顯示、加減乘除功能。要求：1）基于Linux平臺(tái)開發(fā)2）使用vi編輯器編寫3）使用gcc編譯一.課搭建samba服務(wù)器二c編程練習(xí)（將10個(gè)數(shù)放入數(shù)組，找出最大的一個(gè)數(shù)，并輸出）二、 編寫hello驅(qū)動(dòng)程序，編譯后，進(jìn)行加載、卸載驅(qū)動(dòng)模塊以對(duì)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行測(cè)試。一hello.c驅(qū)動(dòng)程序?qū)嶒?yàn)二實(shí)驗(yàn)題目：簡(jiǎn)單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)嶒?yàn)?zāi)康模?/p>

2、掌握Makefile文件編寫方法；熟悉字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、開發(fā)和使用流程；實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟：編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，完成下列功能，并寫出運(yùn)行程序后輸出的結(jié)果。1） 編寫簡(jiǎn)單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)虛擬設(shè)備int類型變量的讀寫操作；2） 編寫Makefile文件，對(duì)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行編譯；3） 采用動(dòng)態(tài)模塊加載方式對(duì)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行加載，并查看加載前后效果；4） 編寫測(cè)試程序，對(duì)虛擬設(shè)備進(jìn)行讀寫操作，對(duì)驅(qū)動(dòng)程序功能進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)步驟：1） 使用如下命令創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)源程序文件進(jìn)行編寫。vim globalvar.c2） 編寫相應(yīng)的Makefile文

3、件。vim Makefile3）對(duì)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行編譯、調(diào)試，生成globalvar.o目標(biāo)文件。make(make clean)4）加載驅(qū)動(dòng)程序，并查看是否加載成功。insmod globalvar.ocat /proc/devices（卸載模塊命令 rmmod globalvar）（注意：無后綴名）5）編寫測(cè)試文件globalvartest.c，并進(jìn)行編譯，生成globalvartest.o可執(zhí)行文件。6）創(chuàng)建虛擬設(shè)備文件。mknod /dev/globalvar c 253 07）運(yùn)行g(shù)lobalvartest.o，查看、記錄并提交結(jié)果。./globalvartest.o提交代碼：1） gl

4、obalvar.c/globalvar.o2） Makefile3） globalvartest.c/globalvartest.o4） 測(cè)試結(jié)果（.jpg文件）一globalvar.c驅(qū)動(dòng)程序測(cè)試程序makefile文件測(cè)試結(jié)果實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)題目：并發(fā)控制及中斷程序?qū)嶒?yàn)?zāi)康模海?）掌握linux內(nèi)核中并發(fā)控制的方法，學(xué)會(huì)運(yùn)用信號(hào)量/隊(duì)列/自旋鎖進(jìn)行內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序中的并發(fā)控制；（2）掌握中斷處理機(jī)制原理，學(xué)會(huì)使用tasklet進(jìn)行軟中斷處理。實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟：以簡(jiǎn)單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序globalvar為基礎(chǔ)，編寫程序完成下列功能，并寫出運(yùn)行程序后輸出的

5、結(jié)果。1） 在globalvar驅(qū)動(dòng)程序中，使用自旋鎖功能，進(jìn)行設(shè)備打開操作控制。實(shí)現(xiàn)已打開的設(shè)備不能再被其他用戶和進(jìn)程打開；并編寫測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試；2） 在globalvar驅(qū)動(dòng)程序中，使用信號(hào)量和隊(duì)列功能，進(jìn)行設(shè)備讀寫操作控制。實(shí)現(xiàn)：a) 設(shè)備不能同時(shí)被兩個(gè)及以上用戶和進(jìn)程打開; b) 且僅能先寫入設(shè)備，才能進(jìn)行讀取設(shè)備操作；c) 編程測(cè)試程序進(jìn)行功能測(cè)試；3） 在globalvar驅(qū)動(dòng)程序中，使用tasklet功能，進(jìn)行中斷處理操作。實(shí)現(xiàn)在對(duì)設(shè)備進(jìn)行寫入操作后，通過中斷處理方式，打印信息；并編寫測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試；實(shí)驗(yàn)步驟：一，基本操作1） 使用如下命令創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)源程序文件進(jìn)行編寫。vim

6、globalvar.c2）編寫相應(yīng)的Makefile文件。vim Makefile3）對(duì)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行編譯、調(diào)試，生成globalvar.o目標(biāo)文件。make(make clean)4）加載驅(qū)動(dòng)程序，并查看是否加載成功。insmod globalvar.ocat /proc/devices（卸載模塊命令 rmmod globalvar）（注意：無后綴名）5）編寫測(cè)試文件globalvartest.c，并進(jìn)行編譯，生成globalvartest.o可執(zhí)行文件。6）創(chuàng)建虛擬設(shè)備文件。mknod /dev/globalvar c 253 07）運(yùn)行g(shù)lobalvartest.o，查看、記錄并提交結(jié)果。

7、./globalvartest.o二，自旋鎖功能1）定義及初始化：包括頭文件/asm/semaphore.hstatic spinlock_t spin = SPIN_LOCK_UNLOCKED;static int count = 0;2）獲取自旋鎖在globalvar_open()中獲取自旋鎖, spin_lock(&spin);3）釋放自旋鎖在globalvar_open()中釋放自旋鎖, if(count)spin_unlock(&spin);return EBUSY;count+;spin_unlock(&spin);4) 在globalvar_release()中， count-;

8、5) 測(cè)試MOD_INC_USE_COUNT/ MOD_DEC_USE_COUNT功能。6）編寫應(yīng)用測(cè)試進(jìn)行測(cè)試。7）提交代碼和測(cè)試結(jié)果（參照實(shí)驗(yàn)2方式）。一. spin.c驅(qū)動(dòng)程序測(cè)試程序運(yùn)行結(jié)果解釋代碼三，信號(hào)量和隊(duì)列功能1）定義及初始化：包括頭文件/asm/semaphore.h 以及 /linux/wait.hstatic struct semaphore sem;static wait_queue_head_t outq;static int flag = 0;初始化：在globalvar_init(void)中if(ret).else init_MUTEX(&sem);init_w

9、aitqueue_head(&outq);2）獲取信號(hào)量和并判斷是否加入隊(duì)列在globalvar_read()中獲取if(wait_event_interruptible(outq,flag != 0)return ERESTARTSYS;if(down_interruptible(&sem)return ERESTARTSYS;flag = 0;up(&sem);3）在globalvar_write()中喚醒隊(duì)列if(down_interruptible(&sem)return ERESTARTSYS; up(&sem);flag = 1; wake_up_interruptible(&ou

10、tq);4）編寫應(yīng)用test1.c test2.c進(jìn)行測(cè)試。5）提交代碼和測(cè)試結(jié)果（參照實(shí)驗(yàn)2方式）。四，中斷練習(xí)1）void tast_tasklet_action(unsigned long t) printk(tasklet is runningn);2）DECLARE_TASKLET(test_tasklet,test_tasklet_action, 0);3) tasklet_schedule(&test_tasklet);4）編寫應(yīng)用test1.c test2.c進(jìn)行測(cè)試。5）提交代碼和測(cè)試結(jié)果（參照實(shí)驗(yàn)2方式）。二waitqueue.c驅(qū)動(dòng)程序makefile文件解釋代碼實(shí)驗(yàn)五實(shí)

11、驗(yàn)題目：ADC設(shè)備驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈙3c2410 ADC 芯片相關(guān)寄存器功能；編寫驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序?qū)DC進(jìn)行配置及讀取數(shù)據(jù)。學(xué)會(huì)交叉編譯環(huán)境的搭建。實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟：編寫一個(gè)ADC設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，能夠?qū)DC設(shè)備配置及讀取數(shù)據(jù)。將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序下載到實(shí)驗(yàn)箱，測(cè)試并寫出運(yùn)行程序后輸出的結(jié)果。1） 交叉編譯環(huán)境的搭建。a) 將armv4l復(fù)制到根目錄cp armv4l-tools-2.95.2.tar.bz2 /b) 解壓工具包tar jxvf armv4lc) 配置環(huán)境變量vim /root/.bashrc輸入：export PATH

12、= $PATH:/opt/host/armv4l/binsource /root/.bashrcd) 測(cè)試在任意終端下輸入arm4v后，按tab鍵，如能出現(xiàn)arm編譯命令armv4l-unknown-linux-gcc即為成功交叉編譯環(huán)境搭建成功。2） 下載s3c2410實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)核源碼從百度云盤下載，下載后搭建samba服務(wù)器，拷貝到/root目錄下。則Makefile中 KERNELDIR = /root/kernel-2410s3） 編寫驅(qū)動(dòng)程序myadc.c編寫Makefile，并對(duì)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行測(cè)試，成功后，編寫用戶程序。4） 編寫測(cè)試程序test.c在Makefile中增加編譯語句，對(duì)

13、test.c進(jìn)行編譯。5） 運(yùn)行、測(cè)試將編譯后的驅(qū)動(dòng)程序和測(cè)試程序，拷貝到實(shí)驗(yàn)箱所連接的上位機(jī)。通過超級(jí)終端將程序下載到實(shí)驗(yàn)箱，進(jìn)行測(cè)試。觀察結(jié)果。6） 按照之前實(shí)驗(yàn)提交方式，提交源程序、目標(biāo)程序及測(cè)試結(jié)果一myadc1、預(yù)分頻使能位，1為使能，0為禁止啟動(dòng)adc控制位，1為啟動(dòng)，0為不啟動(dòng)預(yù)分頻值定義通道等待隊(duì)列讀寫中斷的入口函數(shù)2、配置ADC啟動(dòng)指定的通道進(jìn)入睡眠從ADCDATA0讀數(shù)據(jù)取0-9這10位ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)4、將預(yù)分頻值轉(zhuǎn)換成ADCCON可接收形式5、將ADC的通道號(hào)轉(zhuǎn)換成ADCCON可接收形式6、初始化等待隊(duì)列計(jì)數(shù)器加17、計(jì)數(shù)器減18、在/dev中建立設(shè)備文件，指明它是字符驅(qū)

14、動(dòng)設(shè)備，可讀寫9、注銷ADC設(shè)備釋放中斷實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)題目：Linux內(nèi)核編譯實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私釲inux內(nèi)核編譯步驟；學(xué)會(huì)如何將驅(qū)動(dòng)加入到內(nèi)核，通過內(nèi)核編譯，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)靜態(tài)加載。實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟：對(duì)編寫的globalvar或chrdemo等設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，通過內(nèi)核編譯，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)加載。內(nèi)核編譯后，重啟機(jī)器，對(duì)驅(qū)動(dòng)功能進(jìn)行測(cè)試，比較靜態(tài)與動(dòng)態(tài)加載的不同。測(cè)試后，寫出內(nèi)核編譯步驟及運(yùn)行程序后的結(jié)果。具體步驟如下：1） 將驅(qū)動(dòng)源程序加入到linux系統(tǒng)內(nèi)核源碼中a) 將驅(qū)動(dòng)源程序拷貝到內(nèi)核源碼相應(yīng)路徑。cp globalvar.c /usr/src/linux/d

15、river/charb) 修改/usr/src/linux/driver/char下配置文件Config.in，在文件最后一行endmenu前，加入一行tristate globalvar support CONFIG_GLOBALVARc) 修改/usr/src/linux/driver/char下Makefile文件，在適當(dāng)位置加入一行obj-$(CONFIG_GLOBALVAR) += globalvar.o2） 內(nèi)核編譯(在內(nèi)核編譯過程中，工作路徑始終為：/usr/src/linux)a) make mrproper （清除已編譯文件、配置文件及備份文件等）；b) make menuc

16、onfig （配置內(nèi)核選項(xiàng)，選中g(shù)lobalvar項(xiàng)）c) make clean （再次清除不必要的文件）d) make dep （建立文件依賴關(guān)系）e) make bzImage （編譯內(nèi)核，編譯后在/usr/src/linux/arch/i386/boot下生成新內(nèi)核鏡像文件bzImagef) make modules （編譯模塊）g) make modules_install （安裝模塊）h) make install （安裝內(nèi)核）3） reboot，測(cè)試新內(nèi)核及靜態(tài)加載的globalvar驅(qū)動(dòng)程序。a) rebootb) cat /proc/devicesc) mknod /dev/g

17、lobalvar c 253 0d) ./test.o4） 按照之前實(shí)驗(yàn)提交方式，提交源程序、目標(biāo)程序及測(cè)試結(jié)果一Chrdemo定義設(shè)備號(hào)定義設(shè)備名指定內(nèi)核內(nèi)存地址從用戶空間復(fù)制數(shù)據(jù)到內(nèi)核空間寫數(shù)據(jù)到設(shè)備從設(shè)備讀數(shù)據(jù)從內(nèi)核空間復(fù)制到用戶空間對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化計(jì)數(shù)器加1關(guān)閉設(shè)備計(jì)數(shù)器減一命令為1時(shí)的處理代碼命令為2時(shí)的處理代碼錯(cuò)誤命令的處理代碼定義與文件關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)體，并對(duì)功能函數(shù)初始化 是與文件關(guān)聯(lián)的接口驅(qū)動(dòng)注冊(cè)函數(shù)的代碼驅(qū)動(dòng)注銷函數(shù)的代碼指定加載函數(shù)和卸載函數(shù)的代碼打開字符設(shè)備chrdemo將buf1寫到chrdemo中從chrdemo讀出到buf2對(duì)chrdemo發(fā)控制碼1對(duì)chrdemo發(fā)控

18、制碼4關(guān)閉字符設(shè)備chrdemo二內(nèi)核編譯實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)題目：塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模壕帉懱摂M塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，了解塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的工作機(jī)制，及與字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序工作原理的不同之處；學(xué)會(huì)如何編寫塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，熟悉塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的程序結(jié)構(gòu)，了解塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中各函數(shù)模塊的功能及涉及的主要內(nèi)核函數(shù)的用法，并對(duì)實(shí)現(xiàn)的虛擬塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行功能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)要求：必修儀器設(shè)備：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、方法、步驟：編寫blkdemo虛擬塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，并對(duì)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行測(cè)試。具體步驟如下：1） 編譯blkdemo.c虛擬塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序2） 編寫Makefile文件，編譯驅(qū)動(dòng)，生成可執(zhí)行驅(qū)動(dòng)

19、程序blkdemo.o3） 測(cè)試塊設(shè)備功能，方法1：a) 加載塊設(shè)備insmod blkdemo.ob) 創(chuàng)建塊設(shè)備文件mknod /dev/blkdemoa b 200 0mknod /dev/blkdemob b 200 1c) 編寫測(cè)試文件test；dd if=file1 of=/dev/blkdemoa bs=512 count=2dd if=file1 of=/dev/blkdemob bs=512 count=2dd if=/dev/blkdemoa of=file2 bs=512 count=2dd if=/dev/blkdemob of=file3 bs=512 count=1d) 更改test權(quán)限chmod 777 teste) 制作file1文件cp blkdemo.c file1f) 運(yùn)行test文件./testg) 觀察、記錄并提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果4） 測(cè)試塊設(shè)備功能，方法2：a) 格式化塊設(shè)備文件mke2f