课程4-内核驱动进阶班

嵌入式LINUX

内核驱动进阶班实验手册

实验目录

实验1.1：x86平台内核配臵、编译和安装 (6)

实验1.2：内核模块 (15)

实验1.3：内核模块参数 (21)

实验1.4：内核符号导出 (25)

实验2.1：交叉工具链的安装与使用 (36)

实验2.2：smdk2410-uboot编译 (42)

实验2.3：mini2440开发板内核下载 (47)

实验2.4：mini2440开发板u-boot移植 (61)

实验2.5：u-boot-网卡驱动移植 (92)

实验2.6：uboot-nor flash驱动移植 (101)

实验3.1：mini2440开发板内核制作 (122)

实验3.3：nfs起根文件系统 (142)

实验3.4：ramdisk起根文件系统 (153)

实验3.5：initramfs起根文件系统 (163)

实验3.6：自启动linux内核 (172)

实验4.1：内存的分配与使用 (195)

实验4.2：内核链表 (203)

实验4.3：内核定时器 (207)

实验5.1：系统调用 (213)

实验5.2：proc文件系统 (221)

实验5.3：oops异常分析 (229)

实验6.1：简单字符设备驱动程序设计 (235)

实验6.2：并发控制 (243)

实验7.1：ioctl设备方法 (250)

实验7.2：阻塞型字符设备驱动 (257)

实验7.3：poll设备方法 (265)

实验7.4：自动创建设备文件 (273)

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 5技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

实验1.1：x86平台内核配臵、编译和安装

●实验目的：

掌握X86平台下，内核的配臵、编译与安装。

●实验要求：

1.配臵、编译Linux

2.6.29内核

2.在vmware安装编译好的内核

●实验器材：

软件：

1.安装了RHEL5的vmware虚拟机

2.Linux 2.6.29内核（见实验代码光盘4-1-1）

3.关于实验中的IP地址

虚拟机IP：172.18.20.24

开发板IP：172.18.20.55

硬件：

PC机一台

●实验步骤：

1. 创建实验目录

#mkdir /home/guoqian/4-1-1

#cd /home/guoqian/

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 6技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

2. 通过SMB服务将提供的Linux 2.6.29内核拷贝到实验目

录下

3. 解压内核到当前目录

#cd /home/guoqian/4-1-1

#tar jxvf linux.2.6.29.tar.bz2

解压完毕后，Linux内核源代码结构如下图所示：

4. 清理内核中间文件，配臵文件

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 7

技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

#cd linux-2.6.29

#make distclean

5. 选择参考配臵文件

使用正在运行的RHEL5的内核配臵作为参考

#cp /boot/config-2.6.18-53.el5 .config

6. 配臵内核

#make menuconfig

注：这里使用默认的配臵即可

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 8技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 9 技术咨询QQ ：550491596 技术交流QQ 群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

保存，退出

7. 编译内核

#make bzImage

注：内核编译大概需要几分钟时间，完成后，生成的内核

映像bzImage位于arch/x86/boot/目录下

8. 编译内核模块

#make modules

9. 安装内核模块

#make modules_install

注：完成安装后，编译好的内核模块会从内核源代码目录

拷贝至/lib/modules下，本实验会拷贝到

/lib/modules/2.6.29目录下。

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 10技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 11 技术咨询QQ ：550491596 技术交流QQ 群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

10. 制作init ramdisk

initramdik 的作用: 提供一种让内核可以简单使用ramdisk 的能力。这些能力包括：格式化一个 ramdisk ；加载文件系统内容到ramdisk ；将ramdisk 作为根文件系统。

# cd /home/guoqian/4-1-1

#mkinitrd initrd-2.6.29 2.6.29

注：完成操作后，在当前目录下会生成

initrd-2.6.29

11. 安装内核

11.1 由于Linux 系统启动时，会从/boot 目录下来寻找内核文件与init ramdisk ，所以需将内核和init ramdisk 拷贝至/boot 目录

#cp /home/guoqian/4-1-1/

linux-2.6.29/arch/x86/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.6.29

注: vmlinuz-2.6.29可以任意取名

#cp /home/guoqian/4-1-1/initrd-2.6.29 /boot/

说明：上图/boot目录下，vmlinuz-2.6.29为内核，

initrd-2.6.29为init ramdisk。

11.2 为了让grub在启动时能提供一项我们自己制作的

linux内核的选择项，需修改grub的配臵文件

在原有内容的基础上，添加如下代码：

/***************************************************************/

title my linux(2.6.29) /*选择项名字*/

root (hd0,0)

kernel /vmlinuz-2.6.29 ro root=LABEL=/ rhgb quiet

initrd /initrd-2.6.29

/***************************************************************/

#vi /etc/grub.config

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 12技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 13 技术咨询QQ ：550491596 技术交流QQ 群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

说明：18-21行为添加代码。

12. 测试新安装的内核是否能使用

重新启动虚拟机，在grub 的选择菜单中选择启动我们刚制作的内核

总结：本实验通过X86平台内核的制作，目地是让大家熟悉内核的配臵、编译安装流程

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 14技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

实验1.2：内核模块

●实验目的：

通过本实验掌握内核模块的编写、编译、加载、卸载；Makefile

的编写。

●实验要求：

1.编写hello world内核模块

2.编写Makefile，编译内核模块

3.安装，卸载该内核模块

●实验器材：

软件：安装了RHEL5的vmware虚拟机

硬件：PC机一台

●实验步骤：

1. 创建实验目录

#mkdir /home/guoqian/4-1-2

#cd /home/guoqian/

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 15技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

2. 根据实验要求编写内核模块hello.c、Makefile（见实验

代码光盘4-1-2）

特别强调Makefile中KDIR指的是虚拟机所使用的linux系

统内核源代码所在的路径

#vim Makefile

说明：上图第6行变量KDIR表示虚拟机所使用的linux系统

内核源代码路径。

3. 编译内核模块

#make

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 16技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

说明：上图hello.ko为编译得到的内核模块。

4. 加载内核模块

#insmod hello.ko

注：注意观察输出打印语句

说明：在安装内核模块的时，内核模块初始化函数hello_init

得到调用，应该打印输出语句‖Hello World!‖；但并没有在

终端上看到相应的信息，这是因为prink输出权限不够，在

图形化界面中prink权限要求KERN_EMERG，而初始化函

数中prink语句权限为KERN_ERR；所有打印输出信息都会

保存在文件/var/log/message中，大家可以通过该文件来查

看输出信息。

#vi /var/log/message

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 17技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

说明：打印输出信息位于/var/log/message文件末；上图

619行为打印输出信息。

5. 查看内核模块

#lsmod

说明：从lsmod的运行结果(hello 5632 0)大家可以清晰地

发现，我们的hello内核模块已经成功地安装到了系统中。

6. 卸载内核模块

#rmmod hello

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 18技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

说明：大家可以发现在卸载内核模块的时候，内核模块卸

载函数hello_exit得到调用，打印出了‖hello exit‖语句；或

者从文件/var/log/message也可查看到打印输出信息。

#vi /var/log/message

说明：上图620行即为打印输出语句。

7. 再次查看内核模块

#lsmod | grep hello

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 19技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

说明：从lsmod的运行结果大家可以清晰地发现，我们的

hello内核模块已经成功从系统中卸载了。

总结：通过一个简单的hello world模块编写，我们应该学习到模块加载函数、卸载函数调用时机，在以后的内核编程中我们会遇到很多函数，从这里开始我们应该主动的去思考这些函数的调用时机；为以后的内核驱动开发打下基础。

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 20

技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

实验1.3：内核模块参数

●实验目的：

通过本实验掌握内核模块参数的使用方法。

●实验要求：

1.编写内核模块，分别实现一个整形，一个字符串型模块参数

2.编写Makefile，编译内核模块

3.安装，卸载该内核模块

●实验器材：

软件：安装了RHEL5的vmware虚拟机

硬件：PC机一台

●实验步骤：

1. 创建实验目录

#mkdir /home/guoqian/4-1-3

#cd /home/guoqian/4-1-3

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 21技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

2. 根据实验要求编写内核模块代码param.c、Makefile（见

实验代码光盘4-1-3）

3. 编译内核模块

#make

说明：param.ko为编译生成的内核模块。

4. 加载内核模块

4.1 不加内核参数，使用其默认值

#insmod param.ko

说明：大家可以发现在加载内核模块的时候，内核模块初

公司地址：成都市牛王庙东恒国际1栋2期701 22技术咨询QQ：550491596 技术交流QQ群：65212116 电话：028-******** 网址：f2db524acfc789eb162dc839

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ok7q.html