嵌入式实验四(Linux 内核移植及 LED 驱动测试)
实验四 Linux 内核移植及 LED 驱动测试
一、实验目的：
1.熟悉 Linux 内核基本目录结构，为后续 Linux 底层开发做准
备，熟悉 Linux 内核的配置及编译过程。
2.了解嵌入式 Linux 驱动开发基本方法，熟悉嵌入式 Linux 字
符设备驱动的开发框架。
二、实验内容：
1.下载或拷贝 Linux-3.14 源码。
2.针对实验箱配置内核。
3.编译内核并测试。
4.利用 Exynos4412 的 GPX2_7、GPX1_0、GPX2_4、GPX3_0 这 4
个 I/O 引脚控制 4 个 LED 发光二极管，使其闪烁。
三、实验原理：
1.Linux内核是Linux操作系统的核心，也是整个Linux功能
体现。
它是用C语言编写，符合POSIX标准。
Linux最早是由芬兰
黑客
Linus Torvalds为尝试在英特尔X86架构上提供自由免费的类Unix操作系统而开发的。
该计划开始于1991年，这里有一份Linus Torvalds当时在Usenet新闻组comp.os.minix所登载的帖子，这份著名的帖子标志着Linux计划的正式开始。
在计划的早期有一些Minix黑客提供了协助，而今天全球无数程序员正在为该计划无偿提供帮助。
Linux内核源代码非常庞大，随着版本的发展不断增加。
它使用
1
目录树结构，并且使用Makefile组织配置编译。
顶层目录的Makefile 是整个内核配置编译的核心文件，负责组织目录树中子目录的编译管理，还可以设置体系结构和版本号等。
嵌入式系统中内核移植需根据具体硬件配置对内核源码进行相应地修改、配置。
2. 如图所示，LED2～LED5分别与GPX2_7、GPX1_0、GPX2_4、
GPF3_5相连，通过GPX2_7、GPX1_0、GPX2_4、GPX3_0引脚的高低电平来控制三极管的导通性，从而控制LED的亮灭。
当这几个引脚输出高电平时发光二极管点亮；反之，发光二极管熄灭。
四、实验步骤及过程：
1.建立工作目录，将 Linux-3.14 内核源码解压到工作目录中。
$ tar xvf linux-3.14.tar.xz
$ cd linux-3.14
2.修改顶层 makefile 文件，指定体系结构及交叉编译工具。
$ vim Makefile
修改：
ARCH?= $(SUBARCH)
CROSS_COMPILE?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:"%"=%)
为：
ARCH?= arm
CROSS_COMPILE?= arm-none-linux-gnueabi-
3.拷贝模版，建立配置文件。
$ make exynos_defconfig
4.对内核进行配置。
$ make menuconfig
System Type --->
(2) S3C UART to use for low-level messages
该命令执行时会弹出一个菜单，我们可以对内核进行详细的配置。
这里我们先查看一
下，内核都提供了那些功能！
5.编译内核。
$ make uImage
通过上述操作我们能够在arch/arm/boot目录下生成一个uImage文件，这就是经过压缩的内核镜像。
如果编译过程中提示缺少mkimage工具，需将第二天编译的uboot源码中的
tools/mkimage拷贝到ubuntu的/usr/bin目录下
$ cp u-boot-2013.01/tools/mkimage /usr/bin
修改设备树文件
生成设备树文件，以参考板origen的设备数文件为参考。
$ cp arch/arm/boot/dts/exynos4412-origen.dts arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts
添加新文件需修改Makefile才能编译
$ vim arch/arm/boot/dts/Makefile
在
exynos4412-origen.dtb \
下添加如下内容
exynos4412-fs4412.dtb \
6.编译 LED 驱动代码。
Ø 配置内核时按“空格”选择，配置完成后保存退出
$ make menuconfig
Device Drivers --->
Character devices --->
<*> FS4412 LED Device Support
Ø 保存退出，重新编译后把zImage拷贝到tftpboot下，把驱动模块拷贝到/source/rootfs 下
$ make uImage
$ cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot
7.测试。
重新启动开发板，linux运行起来后在终端下操作
Ø 创建设备节点
# mknod /dev/led c 500 0
Ø 运行测试程序并观察现象
# ./fs4412_led_app
五、总结与体会：
本次实验做的是关于Linux内核移植，实验的内容多，比较复杂。
在理论课中我们对Linux内核的组成部分有了了解，以及对其移植到ARM平台的流程有了一定的认识，在移植Flash驱动时出现了问题，最后在老师的引导下解决了问题，最后对网卡进行驱动，由于时间的原因我们对Linux内核移植只做了一部分，我们会在以后的时间进行完善。
总之，实验过程中比较坎坷。
电子科大微嵌实验报告四
电子科技大学实验报告课程名称微处理器系统与嵌入式系统综合实验实验名称基于ARM的模块方式驱动程序实验任课教师实验教师姓名学号实验地点科B239 分组号时间年月日一、实验目的1.掌握Linux系统下设备驱动程序的作用与编写技巧2.掌握Linux驱动程序模块加载和卸载的方法3.了解ps与pl之间的通信方法二、实验内容1.基于ees331开发板编写led驱动程序。
2.编写led驱动，修改makefile，并将led驱动动态加载入linux内核中。
3.编写关于led的测试程序，交叉编译后运行，控制led灯的亮灭。
三、实验步骤1.在vivado里搭建好硬件工程，包括：led、sw和uart模块。
（详见实验2）2.搭建好后生成比特流文件，利用SDK软件将fsbl文件、比特流文件、u-boot文件生成boot.bin启动文件。
(详见实验2)3.在led目录下，编写led驱动源代码，修改三个部分：1)添加led的地址：/* Modify the address to your peripheral */#define ees331_led_PHY_ADDR/* Modify the address to your peripheral */led驱动的初始化函数为如下：int __init ees331_led_init(void){int ret;GPIO_Regs = ioremap(ees331_led_PHY_ADDR, 32);ret = misc_register(&ees331_led_dev);if (ret){printk("ees331_led:[ERROR] Misc device register failed\n");return ret;}，printk("ees331_led: success! Module init complete\n");iowrite32(255, GPIO_Regs);return 0; /* Success */}2）添加控制函数的代码，如下：static int ees331_led_ioctl(struct file *filp, unsigned int reg_num, unsigned long arg){/* Add your code here *///通过led地址给led寄存器赋值/* Add your code here */return 0;}3）在驱动的文件操作结构体添加代码，如下static const struct file_operations ees331_led_fops ={.owner = THIS_MODULE,/* Add your code here */.open =,.release =,.read =,.unlocked_ioctl =,/* Add your code here */};4.打开Makefile 文件，修改其中部分，加入交叉编译器和内核源码树目录，如下。
实验四 在嵌入式Linux上开发LED显示应用程序
应用程序访问物理设备的方法
• 在嵌入式Linux中应用程序或用户通过设备 驱动程序（模块）提供的能力来操作物理 设备 • 设备文件是连接应用程序或用户与设备驱 动程序之间的桥梁
应用程序访问物理设备的方法
实验内容
• 在嵌入式Linux上开发应用程序，通过LED控 制电路设备驱动（实验三中已开发）的能 力操作LED控制电路，实现三个LED灯交替 点亮与熄灭的跑马灯功能
在嵌入式Linux上开发LED显示应用程序实验
• 实验设备
– 硬件：PC机、博创PXA270-DVP实验箱、博创 FPGA扩展板 – 软件： Altera Quartus II、Red Hat Linux 、GNU 跨平台开发工具链
在嵌入式Linux上开发LED显示应用程序实验
• 实验原理
– 应用程序、设备驱动程序与硬件操作之间的关 系 – 嵌入式Linux设备文件 – 嵌入式Liux中应用程序访问物理设备的方法
在嵌入式Linux上开发LED显示应用程序实验
• • • •
实验目的 实验设备 实验原理 实验内容
在嵌入式Linux上开发LED显示应用程序实验
• 实验目的
– 理解应用程序、设备驱动程序与硬件操作之间 的关系 – 掌握嵌入式Linux中设备文件的概念 – 掌握嵌入式Linux中应用程序访问物理设备的方 法
嵌入式Linux设备文件
嵌入式Linux设备文件
• 设备文件的创建
– 在设备驱动程序模块加载后使用mknod命令创 建（针对字符设备和块设备） – 使用主、从设备号来描述此设备 – 主设备号对应于不同的设备驱动程序，从设备 号用来区分具有相同主设备号的不同设备
• 设备文件的操作
– 将硬件设备看成普通文件，可以通过文件操作 的系统调用来打开、关闭、读取和写入设备
嵌入式linux 的LED 实验
（4）设备释放函数：
static int s3c2440_led_release(struct inode *inode, struct file *filp) { printk(KERN_INFO DEVICE_NAME ": released.\n"); return 0; }
（5）模块入口函数：
#define DEVICE_NAME "led" #define LEDRAW_MINOR 1 //注 2 MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); static int ledMajor = 233; //注 3 ① 注1，GPIO 寄存器的包含文件。 ② 注2，设备的次设备号定义为1。 ③ 注3，主设备号定义为233
实验内容：
1．阅读S3C2440 的数据手册，熟悉IO 端口的原理。 2．编写LED 应用程序。 3．编写makefile 文件。 4．下载并调试LED 应用程序。
预备条件：
首先在目标文件系统中手动创建一个 led 字符设备：
mknod dev/led c 233 1 试验设备及工具：
1．硬件：GEC2440开发板。 2．软件：PC 操作系统RED AS4.0 ，minicom，arm-linux开发环境，内核版本2.6.24 3．为编译配置所需的内核。 注意：.config 文件是默认的内核配置文件，我们在编译内核模块之前需要先把内核配置 成默认配置。当然还可以根据其他相关平台的配置文件，在其基础上用make menuconfig 进 一步配置生成目标配置文件； 配置完成并保存退出，产生.config 文件.
基于GEC2440的嵌入式linux
LED 实验
嵌入式实验四实验报告
嵌入式实验四实验报告实验四：嵌入式编程设计
实验设计目的：
1. 学习使用嵌入式开发工具进行编程设计；
2. 学习使用C语言编写嵌入式程序；
3. 学习使用GPIO模块进行输入输出；
4. 学习使用中断处理函数。
实验器材：
1. 嵌入式开发板；
2. USB数据线；
3. 电脑；
4. LED灯；
5. 电阻；
6. 蜂鸣器；
7. 其他必要的电路元件。
实验步骤：
1. 连接开发板和计算机，安装开发板驱动程序；
2. 打开嵌入式开发工具，创建一个新的工程；
3. 在工程中添加一个C文件，编写程序；
4. 编写程序实现以下功能：
- 使用GPIO模块控制LED灯的亮、灭；
- 使用GPIO模块读取按键状态；
- 使用GPIO模块控制蜂鸣器的开、关；
- 使用Timer模块计时；
- 使用中断处理函数处理外部中断；
- 其他必要的功能；
5. 编译程序，下载到开发板；
6. 运行程序，测试功能是否正常。
实验结果与分析：
实验结果应当是LED灯、蜂鸣器、按键正常工作，可以通过按键控制LED灯的亮、灭、蜂鸣器的开、关。
实验总结：
通过本次实验，我学会了使用嵌入式开发工具进行编程设计，掌握了使用C语言编写
嵌入式程序的方法。
通过实验，我深入理解了嵌入式系统的原理和实现方法，对嵌入
式系统的应用有了更加深入的了解。
在今后的学习和工作中，我将能够更好地运用嵌
入式技术解决实际问题。
实验三 在嵌入式Linux上开发LED控制电路设备驱动程序
实验内容
• 在嵌入式Linux上设计LED控制电路设备驱动 程序ຫໍສະໝຸດ 嵌入式Linux字符型设备
• 嵌入式Linux基本设备类型
– 字符型设备 – 块设备 – 网络设备 – 其他设备（相关的协议栈由kernel附加层支持）
• 嵌入式Linux字符型设备
– 实现和管理简单 – 无需缓冲，直接读写的设备（例如串口设备） – 可以被看作一个类似文件的数据流
与设备驱动程序关联的内核数据结构
Linux内核模块
• Linux模块由没有链接成完整可执行文件的目标 代码组成 • Linux模块可以动态装载（链接）到运行中的内 核中，也可以从内核中动态卸载 • Linux内核提供了对许多模块类型的支持，其中 包括设备驱动程序 • 因为Linux模块运行在内核空间，所以只能调用 内核输出的函数，而不能调用外部库中的函数 （例如只能使用内核输出的printk 函数，而不 能使用libc中的printf函数）
• 申明模块退出函数
– module_exit(cleanup_function);
• 实现模块退出函数
static void __exit cleanup_function(void) { /* Cleanup code here */ }
Linux内核模块管理
• 加载模块（insmod） • 卸载模块（rmmod） • 查询内核中当前加载的模块列表（lsmod）
alteraquartusiiredhatlinuxgnu跨平台开发工具链在嵌入式linux上开发led控制电路设备驱动程序实验?实验原理嵌入式linux设备驱动程序与内核模块嵌入式linux字符型设备嵌入式linux中与设备驱动程序关联的内核数据嵌入式linux中与设备驱动程序关联的内核数据结构嵌入式linux字符型设备驱动程序框架led控制电路设备驱动程序工作原理嵌入式linux设备驱动程序?设备驱动程序是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序相当于硬件的接口操作系统通过设备驱动程序来控制硬件设备的工作备的工作?嵌入式linux中设备驱动程序通常是以内核模块的形式存在的linux内核模块?linux模块由没有链接成完整可执行文件的目标代码组成?linux模块可以动态装载链接到运行中的内核中也可以从内核中动态卸载?linux内核提供了对许多模块类型的支持其中包括设备驱动程序?因为linux模块运行在内核空间所以只能调用内核输出的函数而不能调用外部库中的函数例如只能使用内核输出的printk函数而不能使用libc中的printf函数linux内核模块代码结构?申明模块初始化函数moduleinitinitializationfunction
嵌入式-Linux 设备驱动实验报告
嵌入式系统实验报告Linux 设备驱动实验学院专业学生姓名实验台号指导教师提交日期一、实验目的1.了解Linux驱动程序的结构；2.掌握Linux驱动程序常用结构体和操作函数的使用方法；3.初步掌握Linux驱动程序的编写方法及过程；4.掌握Linux驱动程序的加载方法。
二、实验内容1.实现helloworld驱动，观察驱动的加载和释放过程；2.根据参考代码，分析数码显示驱动的结构和原理，给出设备程序的主要组成部分框图；3.利用数码显示驱动模块，编写测试程序实现按键对数码显示的控制，包括点亮和关闭，显示不同数字等。
三、实验原理3.1驱动程序介绍驱动程序负责将应用程序如读、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实现对硬件的操作。
3.2 Linux设备驱动程序分类Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序的增加。
虽然Linux内核的不断升级，但驱动程序的结构还是相对稳定。
Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络设备(network device)三种。
字符设备是指在存取时没有缓存的设备，而块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)。
典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。
块设备主要包括硬盘软盘设备，CD-ROM等。
网络设备在Linux里做专门的处理。
Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket 机制。
在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据传递。
系统有支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。
3.3驱动程序的结构驱动程序的结构如图3.1所示，应用程序经过系统调用，进入核心层，内核要控制硬件需要通过驱动程序实现，驱动程序相当于内核与硬件之间的“系统调用”。
嵌入式linux中的实验
实验一 LED灯显示实验一．实验目的1.熟悉arm开发板基本组成电路，并通过配套教材熟悉arm芯片特性。
了解ADS1.2软件使用，并会用该软件编译调试开发板。
2.了解H—JTAG软件原理，利用教材中提供的LED测试程序，完成实验。
二．实验器材PC机一台，周立功开发板一块三. 实验原理E asyARM2103开发板提供了4个绿色发光二极管用作显示，电路如图1.1所示。
显示电路采用了灌电流的方式来驱动发光二极管，由于微控制器LPC2103 I/O 口提供的灌电流大于其拉电流，采用此驱动方式可以保证二极管发光的亮度。
1.1Led电路原理四．实验内容及步骤1.下面以GPIO的测试程序为例，熟悉EasyJTAG-H软件的使用方法，程序功能设计为控制单路LED闪烁，硬件电路如图1.1所示。
2.打开示例工程。
示例工程路径：配套光盘内容->光盘内容v1.00->3.EasyARM2103安装手册->GPIO Test，将此文件夹复制到其它目录下打开，要求存放目录必须无中文路径，如图5.13所示。
打开文件夹后，建议用户先删掉“GPIO_Test_Data”文件夹，然后双击打开“GPIO Test.mcp”文件，即打开示例工程。
3.点击“user”文件夹，打开main.c文件，见到示例代码4.选择低速GPIO，控制LED灯闪烁，示例程序如程序清单所示。
此示例操作需要短接JP4的P0.17，输出控制LED1。
5.编译连接工程。
项目目标栏处选择DebugInFlash模式，然后编译连接工程。
如图所示为工程窗口中的DebugRel Settings…工程设置，如地址设置、输出文件设置、编译选项等，Synchronize Modificatinte同步修改日期，检查工程中每个文件的修改日期，若（如使用其辑源文件），则在h栏标记“√” Linker 生成的Image 一般包括三个区域：代码段、数据段和BSS 段。
嵌入式Linux下LED驱动程序
module_init(led_init);
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
#endif
// MODULE
Led 测试小程序
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
printk(KERN_ERR "can't add led device"); return 0; } /*************************************************************************************/
#ifdef MODULE
#include <linux/poll.h> /* COPY_TO_USER */
#include <asm/system.h> /* cli(), *_flags */
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h> #include <asm/hardware.h>
switch(cmd){ case 1: //printk("runing command 1 \n"); if(arg==1){ s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC5,0); } if(arg==0){ s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC5,1); } break; case 2: if(arg==1){ s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC6,0); } if(arg==0){ s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC6,1); } break; case 3: if(arg==1){ s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC7,0); } if(arg==0){ s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPC7,1); } break;
《嵌入式操作系统》实验报告
FB1 : map_video_memory: dma=57100000 cpu=ff600000 size=00096000
Console: switching to colour frame buffer device 80x30
fb-1069494052: frame buffer device lp: driver loaded but no devices found ###################Hello, world################### ppdev: user-space parallel port driver s3c-uart.0: ttySAC0 at MMIO 0x7f005000 (irq = 37) is a S3C s3c-uart.1: ttySAC1 at MMIO 0x7f005400 (irq = 38) is a S3C s3c-uart.2: ttySAC2 at MMIO 0x7f005800 (irq = 39) is a S3C RAMDISK driver initialized: 16 RAM disks of 4096K size 1024 blocksize 4. 实验结果
嵌入式系统开发实验四
3.2 linux 下字符设备的驱动开发实例----LED 驱动
（可参考 FS2410P 实验指导手册 v2.1.2.pdf，302-313）
（1）实验内容：4 个 LED 灯轮流闪烁
本节要求实现在一个字符设备驱动里面实现对 GPIO 端口的操作。
● 在模块加载的时候跑马灯运行起来
●#vi gpio_test.c
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <fcnt1.h> #include <errno.h> #include <linux/delay.h> #include <sys/ioctl.h> int main(int argc, char **argv) {
表 1 用户指示灯占用 CPU 资源列表
序号
名字
CPU 端口资源
1
LED1
GPF4
2
LED2
GPF5
3
LED3
GPF6
4
LED4
GPF7
图 1 LED 原理图
(3) LED 驱动源代码及说明
◆在/s3c2410 下新odrv
●#cd /s3c2410/gpiodrv
printk("magic_leds_init\n");
result = register_chrdev(IOPORT_MAJOR, "gpio", &magic_leds_fops); if (result < 0) {
printk( "Failed to register major.\n"); return result; }