LINUX内核驱动工程师

实验三 内核和设备驱动编程

一 、实验目的

1、学习Linux操作系统下内核程序的编写和应用 2、学习可编程接口芯片的编程控制方法 3、了解驱动程序的结构 4、了解驱动程序常用结构体 5、了解驱动程序常用函数 二、实验原理

1 关于设备驱动

驱动程序是一组代码，这部分代码负责将应用程序的一些需求，如读、写等操作，正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。驱动程序像是一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口，就可以实现对硬件的操作。 设备驱动程序的作用在于提供机制，即解决提供什么功能的问题，而如何使用这些功能则交给用户程序处理。 设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，它为应用程序屏蔽硬件的细节，一般来说，Linux的设备驱动程序需要完成如下功能： （1）初始化设备；

（2）提供各类设备服务；

（3）负责内核和设备之间的数据交换；

（4）检测和处理设备工作过程中出现的错误。

更为方便的是，Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的

Camera驱动在Linux内核的移植

一、内核移植步骤

1， 修改顶层目录下的Makefile

ARCH ?= $(SUBARCH)

CROSS_COMPILE ?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:\修改为： ARCH :=arm

CROSS_COMPILE :=/usr/local/arm/4.4.3/bin/arm-linux- 2， 拷贝配置文件

这里用的是FS2410开发板，拷贝相应的板文件到顶层目录下 cp arch/arm/configs/s3c2410_defconfig ./ 编译配置文件，生成.config文件：

Make s3c2410_defconfig 内核配置的目的：

.config文件记录了哪些部分会被编译进内核，哪些部分会被编译成内核模块，内核在编译前，寻找.config文件，作为他编译的准则。即.config文件是给Makefile来读

3，1）选择板子

在arch/arm/mach-s3c2410/Kconfig中，修改相应的配置 root@mach-s3c2410# vimKconfig root@mach-s3c2410#pwd

/change/linux-3.

Camera驱动在Linux内核的移植

Linux 3.0.8 内核的配置系统由以下 3 个部分组成：

> Makefile：分布在 Linux 内核源代码中的 Makefile，定义 Linux 内核的编译规则 > 配置文件 Kconfig：给用户提供配置选择的功能

> 配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提供字符界面和图形界面）。这些配置工具都是使用脚本语言编写的，如 Tcl/TK、perl 等。

在Linux 内核中增加程序需要完成以下 3 项工作： > 1. 将编写的源代码复制到 Linux 内核源代码的相应目录

> 2. 在目录的Kconfig 文件中增加新源代码对应项目的编译配置选项 > 3. 在目录的 Makefile 文件中增加对新源代码的编译条目

1. 实例引导：S3C2440 处理器的RTC 与 LED 驱动配置。

首先，在Linux/drivers/char 目录中包含了 S3C2410 处理器的 RTC 设备驱动源代码 s3c2410-rtc.c。 而在该目录的 Kconfig 文件中包含 S3C2410_RTC 的配置项目：

仅供个人参考

项目三：Linux内核移植

1. 能力培养目标

? 了解嵌入式Linux内核的构成 ? 掌握内核裁减定制的方法 ? 掌握内核编译的方法 ? 掌握内核烧写的方法

2. 项目任务要求

（1）项目任务

Linux内核的裁剪、编译和烧写。 （2）项目来源及应用

对于较复杂的嵌入式系统项目，当硬件平台制作好之后，就需要向其移植操作系统，如果移植的是嵌入式Linux且为GUI应用，那么移植过程一般包含：

第一步，移植引导程序（Vivi、BLOB、uBoot等）； 第二步，移植内核kernel；（本次实验内容） 第三步，移植根文件系统； 第四步，移植库文件，如QT库； 第五步，运行项目程序。 （3）功能需求

裁减一个可用的Linux内核 ? 选择正确的处理器类型

? 使其支持网卡、小键盘、USB鼠标、声卡等设备 ? 成功编译后烧写到目标机上 ? 内核能正确加载运行 ? 键盘驱动可用 （4）项目开发环境需求

硬件 软件 宿主机 目标机 宿主机 PC机、USB转串口线、网线 ARM目标机 windows系统：□WinXP □Xin7 其他： Linux 系统：□RedHat 9 □RHEL4 其他：

Linux内核MTD驱动程序与SD卡驱动程序

flash闪存设备和SD插卡设备是嵌入式设备用到的主要存储设备，它们相当于PC机的硬盘。在嵌入设备特别是手持设备中，flash闪存是焊接在嵌入设备主板上的flash闪存芯片。在嵌入设备上有MMC/SD卡控制器及插槽，可通过MMC/SD来扩充存储空间。

嵌入设备的存储设备的空间划分及所有逻辑设备和文件系统示例列出如下图：

图：嵌入设备的存储空间划分及文件系统示例图

在嵌入设备上的flash芯片上blob和zImage直接按内存线性地址存储管理，对于flash芯片上留出的供用户使用的存储空间，使用MTDBLOCK块设备和JFFS2文件系统。对于flash芯片的分区表信息则以MTDCHAR字符设备来存储管理。 在嵌入设备上的MMC/SD插卡则由MMCBLOCK驱动程序和VFAT文件系统进行存储管理。本章分析了MTD设备和MMC/SD驱动程序。

Figure 3-1. UBI/MTD Integration

目录 [隐藏] ? 1 MTD内存技术设备 1.1 MTD内存技术设备层次结构 o 1.2 设备层和原始设备层的函数调用关系 o o o 1.3 MTD相关结构 1.4 MTD块设

Linux内核MTD驱动程序与SD卡驱动程序

flash闪存设备和SD插卡设备是嵌入式设备用到的主要存储设备，它们相当于PC机的硬盘。在嵌入设备特别是手持设备中，flash闪存是焊接在嵌入设备主板上的flash闪存芯片。在嵌入设备上有MMC/SD卡控制器及插槽，可通过MMC/SD来扩充存储空间。

嵌入设备的存储设备的空间划分及所有逻辑设备和文件系统示例列出如下图：

图：嵌入设备的存储空间划分及文件系统示例图

在嵌入设备上的flash芯片上blob和zImage直接按内存线性地址存储管理，对于flash芯片上留出的供用户使用的存储空间，使用MTDBLOCK块设备和JFFS2文件系统。对于flash芯片的分区表信息则以MTDCHAR字符设备来存储管理。 在嵌入设备上的MMC/SD插卡则由MMCBLOCK驱动程序和VFAT文件系统进行存储管理。本章分析了MTD设备和MMC/SD驱动程序。

Figure 3-1. UBI/MTD Integration

目录 [隐藏] ? 1 MTD内存技术设备 1.1 MTD内存技术设备层次结构 o 1.2 设备层和原始设备层的函数调用关系 o o o 1.3 MTD相关结构 1.4 MTD块设

个人简历

个 人 简 历

基本信息 姓 名： 工作经验：

性 别： 联系电话： 年 龄： 电子邮件：

求职意向 Linux工程师 系统工程师

专业技能 1. 熟练搭建linux/windows系统各类服务，如WEB、Mail、Puppet、DNS、Vsftp、

svn等；

2. 熟悉Linux shell环境，熟练使用shell脚本编程，并熟悉运用awk、sed

个人简历

个 人 简 历

基本信息 姓 名： 工作经验：

性 别： 联系电话： 年 龄： 电子邮件：

求职意向 Linux工程师 系统工程师

专业技能 1. 熟练搭建linux/windows系统各类服务，如WEB、Mail、Puppet、DNS、Vsftp、

svn等；

2. 熟悉Linux shell环境，熟练使用shell脚本编程，并熟悉运用awk、sed

热工理论

选择题（四选一）（300题，高60，中150，低90，每题1分）

1、热量的传热，一般有（d）基本方式。

a、传导、对流；b 、传导、辐射；c 、对流、辐射；d传导、对流、辐射

2、因流体本身温度不同而引起的流体运动时，流体与与表面间的换热称为（a） a、自然对流给热；b、对流；c传导；d辐射。

3、因外加各种机械力而产生的流体流动时，流体与表面间的换热称为（d）。 a自然对流给热；b、对流；c传导；d、强制对流给热。 4、由电磁波来传递热量的方式为（c）传热。 传导；b、对流；c、辐射；d、对流和辐射。 5、导热系数与（a）物质结构等因素有关。

a材料种类；b、温度；c、体积密度；d、体积密度、温度及体积密度。 6、不同物态的物体，导热能力有很大差别，通常导热能力（c）。

a、固体＞气体＞液体；b、气体＞液体＞固体；c、固体＞液体＞气体；d、液体＞固体＞气体。

7、热力设备的表面附近空气受热向上流动，属于（a）换热过程。 a、自然对流；b、强制对流；c、传导；d、辐射。 8、换热器管内空气的流动属于（b）换热过程。 a、自然对流；b、强制对流；c、传导；d、辐射。

9、一般对同一流体，强制对流的换热系数（b）自然对流时的值。 a、

热工理论

选择题（四选一）（300题，高60，中150，低90，每题1分）

1、热量的传热，一般有（d）基本方式。

a、传导、对流；b 、传导、辐射；c 、对流、辐射；d传导、对流、辐射

2、因流体本身温度不同而引起的流体运动时，流体与与表面间的换热称为（a）

a、自然对流给热；

b、对流；c传导；d辐射。

3、因外加各种机械力而产生的流体流动时，流体与表面间的换热称为（d）。

a自然对流给热；b、对流；c传导；d、强制对流给热。

4、由电磁波来传递热量的方式为（c）传热。

传导；b、对流；c、辐射；d、对流和辐射。

5、导热系数与（a）物质结构等因素有关。

a材料种类；b、温度；c、体积密度；d、体积密度、温度及体积密度。

6、不同物态的物体，导热能力有很大差别，通常导热能力（c）。

a、固体＞气体＞液体；

b、气体＞液体＞固体；

c、固体＞液体＞气体；

d、液体＞固体＞气体。

7、热力设备的表面附近空气受热向上流动，属于（a）换热过程。

a、自然对流；

b、强制对流；

c、传导；

d、辐射。

8、换热器管内空气的流动属于（b）换热过程。

a、自然对流；

b、强制对流；

c、传导；

d、辐射。

9、一般对同一流体，强制对流的换热系数（b）自然对流时的值。

a、低于；b高于；c、等于；d、有时高有时