AT91SAM9X25字符驱动实例

AT91SAM9X25字符驱动实例
AT91SAM9X25字符驱动实例

AT91SAM9X25字符驱动实例

概述

Linux下的字符驱动写法有固定的模式,不同的芯片有略微的差别,可以参照之前在TiAM1808的实验板上完成的字符驱动写法,本实例是以Led闪烁为例来实现简单的字符驱动过程。

从CM板的原理图中(CM_EMBEST_RevB)可以看到:CM板上有一蓝一红两个LED,因为蓝灯还起到别的指示作用,我们就以红色led为实验对象,其控制管脚为CPU的PD21,将其置低电平时led为亮。

经过之前对内核打上atmel的补丁以后,内核的相应文件会增加芯片的管脚定义以及操作函数实现,相对TI的驱动简单一点。

驱动代码led.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define MY_LED_MAJOR 203 //定义主设备号

#define MY_LED_MINOR 0 //定义从设备号

#define LED_ON 0

#define LED_OFF 1

#define PIN AT91_PIN_PD21 //PD21为要Led的pin

#define DEVICE_NAME "my_led" //设备名

struct global_dev{

struct cdev cdev;

}; //定义设备结构体

struct global_dev *global_devp; //定义一个指向设备结构体的指针

static int my_led_open(struct inode *inode, struct file *filp) {

filp->private_data = global_devp;

printk("AT91-LED Driver Open Called!\n");

return 0;

}

static int my_led_release(struct inode *inode, struct file *file) {

printk("AT91-LED Driver Release Called!\n");

return 0;

}

static int my_led_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd)

{

switch(cmd)

{

case LED_ON:

at91_set_gpio_value(PIN, 0); //pin on

break;

case LED_OFF:

at91_set_gpio_value(PIN, 1); //pin off

break;

default:

printk("no valid cmd input!\n");

break;

}

return 0;

}

/*初始化设备结构体*/

struct file_operations my_led_ctl_ops ={

.owner = THIS_MODULE,

.open = my_led_open,

.release = my_led_release,

.unlocked_ioctl = my_led_ioctl,

};

static int my_led_init(void)

{

int result;

dev_t devno = MKDEV(MY_LED_MAJOR, MY_LED_MINOR);//通过主次设备号得到设备号at91_set_GPIO_periph(PIN, 1);

at91_set_gpio_output(PIN, 1); //对Pin引脚的初始化

result = register_chrdev_region(devno, 1, DEVICE_NAME);//注册静态设备号,与设备名相关联

if(result < 0)

printk(KERN_ERR "can't get device number \n");

else

printk("get device number\n");

global_devp = kmalloc(sizeof(struct global_dev), GFP_KERNEL); //申请设备内存

memset(global_devp, 0, sizeof(struct global_dev));

cdev_init(&global_devp->cdev, &my_led_ctl_ops); //初始化cdev,与fop相关联

global_devp->cdev.owner = THIS_MODULE;

global_devp->cdev.ops = &my_led_ctl_ops;

result = cdev_add(&global_devp->cdev, devno, 1); //注册设备,设备号与设备结构体相关联

if (result < 0)

printk(KERN_ERR "can't add led device");

return 0;

}

static void my_led_cleanup(void)

{

cdev_del(&global_devp->cdev); //删除设备

kfree(global_devp); //释放内存

unregister_chrdev_region(MKDEV(MY_LED_MAJOR, 0), 1); //释放设备号}

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

MODULE_AUTHOR("Dylan");

module_init(my_led_init); //注册设备

module_exit(my_led_cleanup); //卸载设备

上面的例子需要根据字符设备的模式好好的研究,尤其是init函数是个重点。makefile

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m:=led.o

else

KDIR=/home/dylan/linux-2.6.39/

all:

make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm

CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabi-

clean:

rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers modul*

endif

执行make命令,如果没有问题,生产驱动模块led.ko文件。

应用代码ledapp.c

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define DEVICE_NAME "/dev/my_led"

#define LED_ON 0

#define LED_OFF 1

int main(void)

{

int fd;

int ret;

int i;

//printf("my_led_driver test!\n");

fd = open(DEVICE_NAME, O_RDONLY);

if(fd == -1)

printf("open device %s error!\n", DEVICE_NAME);

for(i = 0; i < 30; i++)

{

ioctl(fd, LED_OFF);

printf("%d led off!\n",i);

sleep(1);

ioctl(fd, LED_ON);

printf("%d led on!\n",i);

sleep(1);

}

ret = close(fd);

printf("ret = %d\n", ret);

printf("close my_led_driver!\n");

return 0;

}

编译应用文件:

$: arm-none-linux-gnueabi-gcc ledapp.c –o ledapp

测试

将led.ko和ledapp两个文件上传到实验板(可利用tftp),创建设备节点:$: mknod /dev/my_led c 203 0 // c表示字符设备,后两个为主次设备号输入$: ./ledapp 可以观察到CM上的redled每秒钟交替闪烁,屏幕显示led开启/关闭过程,30秒后自动关闭程序,如图所示

总结

字符设备驱动是最简单的一种驱动,其中对管脚的控制最为简单,但整个框架典型的,

对于此过程的掌握对复杂的驱动也是起着重要作用的,需要多多理解,动手实验。

监控软件设备驱动程序的编程与实现

监控软件设备驱动程序的编程与实现 0 前言 在专业监控软件出现以前,自动控制系统集成人员的一个重要任务就是编写专门的系统上位监控程序。但是,在实际工程中我们发现:一方面,由于各编程人员的水平参差不齐,许多软件的功能和可靠性都存在问题;另一方面,由于每个编程人员的编程习惯和编程思路都不同,程序的可读性和功能的扩展性都比较差。因此,功能强大、实用面广的专业监控软件就应运而生。如MCGS监控软件、组态王控软件等。由于现场智能仪表、采集板的多种多样,监控软件自带的设备驱动程序毕竟有限,因此编制设备驱动程序就成了自控系统集成工程师的重要工作之一。 本文以北京昆仑通态公司开发的MCGS为例来说明监控软件设备驱动程序的一般思路。MCGS是基于Windows95和WindowsNT平台,为用户提供了从数据采集到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出等解决实际工程问题的完整方案和操作工具。MCGS允许用户在VisualBasic中操作MCGS中的对象,提供了一套开放的可扩充接口,用户可根据自己的需要用VB编制特定的功能构件来扩充系统的功能。 1接口原理 许多组态软件提供了设备驱动程序软件开发包,支持用户用VB、VC、Delphi等高级编程语言编制设备驱动程序。MCGS组态软件驱动程序编程原理框图如图1所示: 几乎所有的PLC、智能仪表、采集板卡都提供了驱动软件,有的在说明书中还提供了驱动软件的核心代码、函数或数据结构。而监控软件也提供了开放性的可扩充接口,一般包括属性函数、方法函数、IO端口操作函数和串口操作函数等。在运行模式下,监控软件定时或在事件激发时调用设备驱动程序,而设备驱动程序根据需要,再调用设备核心函数。例如,MCGS在组态模式下按在线帮助按钮就会调用GetDevHelp接口,显示设备构件的在线帮助;按内部属性按钮时就会调用SetDevPage接口,显示设备构件的特定属性页。在运行环境下,MCGS首先调用一次InitDevRun接口对设备进行一些必须的初始化工作。

字符设备驱动程序课程设计报告

中南大学 字符设备驱动程序 课程设计报告 姓名:王学彬 专业班级:信安1002班 学号:0909103108 课程:操作系统安全课程设计 指导老师:张士庚 一、课程设计目的 1.了解Linux字符设备驱动程序的结构; 2.掌握Linux字符设备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字符设备驱动程序的编写方法及过程; 4.掌握Linux字符设备驱动程序的加载方法及测试方法。 二、课程设计内容 5.设计Windows XP或者Linux操作系统下的设备驱动程序; 6.掌握虚拟字符设备的设计方法和测试方法;

7.编写测试应用程序,测试对该设备的读写等操作。 三、需求分析 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”。

字符设备基础

Linux 字符设备基础 字符设备驱动程序在系统中的位置 操作系统内核需要访问两类主要设备,简单的字符设备,如打印机,键盘等;块设备,如软盘、硬盘等。与此对应,有两类设备驱动程序。分别称为字符设备驱动程序和块设备驱动程序。两者的主要差异是:与字符设备有关的系统调用几乎直接和驱动程序的内部功能结合在一起。而读写块设备则主要和快速缓冲存储区打交道。只有需要完成实际的输入/输出时,才用到块设备驱动程序。见下图: Linux 设备驱动程序的主要功能有: ● 对设备进行初始化; ● 使设备投入运行和退出服务; ● 从设备接收数据并将它们送到内核; ● 将数据从内核送到设备; ● 检测和处理设备出现的错误。 当引导系统时,内核调用每一个驱动程序的初始化函数。它的任务之一是将这一设备驱动程序使用的主设备号通知内核。同时,初始化函数还将驱动程序中的函数地址结构的指针送给内核。 内核中有两X 表。一X 表用于字符设备驱动程序,另一X 用于块设备驱动程序。这两X 表用来保存指向file_operations 结构的指针, 设备驱动程序内部的函数地址就保

存在这一结构中。内核用主设备号作为索引访问file_operations结构,因而能访问驱动程序内的子程序。 从开机到驱动程序的载入 系统启动过程中可能出现几种不同的方式检测设备硬件。首先机器硬件启动时BIOS会检测一部分必要的设备,如内存、显示器、键盘和硬盘等等。机器会把检测到的信息存放在特定的位置,如CMOS数据区。而另外某些设备会由设备驱动程序进行检测。 1 开机 2 引导部分(linux/config.h,arch/i386/boot/bootsect.S) 3 实模式下的系统初始化(arch/i386/boot/setup.S) 4 保护模式下的核心初始化 5 启动核心(init/main.c) init函数中函数调用关系如下: main.c init() filesystems.c sys_setup() genhd.c device_setup() mem.c chr_dev_init() 至此,驱动程序驻入内存。 设备驱动程序基本数据结构: struct device_struct 系统启动过程中要登记的块设备和字符设备管理表的定义在文件fs/devices.c中:struct device_struct { const char * name; struct file_operations * fops; }; static struct device_struct chrdevs[MAX_CHRDEV]; static struct device_struct blkdevs[MAX_BLKDEV]; 其实块设备表和字符设备表使用了相同的数据结构。在某些系统中,这些设备表也称作设备开关表,不同的是它们直接定义了一组函数指针进行对设备的管理。而这里系统用文件操作(file_operations)代替了那组开关。文件操作是文件系统与设备驱动程序之间的接口,系统特殊文件在建立的时候并没有把两者对应起来,只是把设备的缺省文件结构和i节点结构赋给设备文件,而真正的对应定义在系统启动之后,当设备被打开时时才进行的。 操作blkdev_open和chrdev_open定义在文件devices.c中,它们的基本功能是当设备文件初次打开时,根据该文件的i节点信息找到设备真正的文件操作接口,然后更新原来的设

触摸屏接口硬件编写驱动程序

尽管触摸屏正在迅速普及开来,但大多数开发人员以前从来没有开发过触摸屏产品。本文详细介绍了触摸屏产品的设计步骤,指导读者了解使触摸屏首次工作需要的软硬件细节。 触摸屏如今随处可见。工业控制系统、消费电子产品,甚至医疗设备上很多都装备了触摸屏输入装置。我们平时不经意间都会用到触摸屏。在ATM机上取款、签署包裹,办理登机手续或查找电话号码时都可能会用到触摸屏。 本文介绍了二种较新的CPU,它们都内建了对触摸屏输入的支持。本文将介绍如何编写软件驱动程序,从而能够使用这些微处理器配置、校准触摸屏以及对触摸屏输入持续响应。最终将提供可免费下载和使用的工作代码,作为读者进一步设计的基础。 触摸屏作为输入手段的优点和缺点 没有一种输入方式是十全十美的,对某些特定的应用和产品类型来说,触摸屏不是最好的输入手段。为了让读者清楚的了解触摸屏的特性,下面先概括使用触摸屏作为输入手段的优点和缺点。 首先是优点:触摸屏不可否认的具有酷的感觉,立刻就能使产品的使用变得更有乐趣。同时触摸屏也非常直观。当用户想要选择A选项时,他伸出手指碰一下A 选项就可以了。这还不够直观吗?连两岁的婴儿都知道怎样伸手去触摸他(或她)想要的东西。 最后要说的是,触摸屏作为输入装置和系统固定在了一起。如果用户忘记遥控器或鼠标放的位置,就会无法进行输入。而如果具有触摸屏的设备放在用户前面,用户马上就可以用触摸屏进行输入。 再说缺点,触摸屏可能会在不合适的场合下被错误的使用。这里我是指对安全性要求严格的设备,对于这些设备,如果没有适当的预防措施,使用触摸屏会非常危险。下面我将概括一些最明显的潜在的问题,如果读者想作更进一步的了解,可以参考更多的资料。 第一个问题是视差,即屏幕上看到的对象的位置与其在触摸面板上的实际有效位置之间的差异。图1说明了这个问题。我能想到的最佳例子是典型的“免下 车”ATM机。这种ATM机不会根据汽车的高度升高或降低自己的高度,因此如果你坐在较高的SUV或卡车里,那么你就会从抬高的位置俯视显示屏。为了保护昂贵的显示器件免受恶意破坏,ATM机都会在用户和显示屏之间放置几层强化玻璃。 触摸屏是不能这样保护的。如果真这样做的话,用户就无法进行触摸了。因此触摸屏放在表层上,而显示屏放在表层下的几层玻璃后面。这就造成了触摸层和显示层之间的物理隔离。如果用户以某个角度观看屏幕,就意味着用户按压触摸屏进行选择的位置会与用户接口软件预期的输入位置之间存在一定的距离偏差。

字符设备驱动程序

Linux字符设备驱动(转载) 来源: ChinaUnix博客日期:2008.01.01 18:52(共有0条评论) 我要评论 Linux字符设备驱动(转载) 这篇文章描述了在Linux 2.4下,如何建立一个虚拟的设备,对初学者来说很有帮助。原文地址:https://www.360docs.net/doc/0315294037.html,/186/2623186.shtml 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集合,通过这些函数使得Windows的设备操作犹如文件一般。在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作,如open ()、close ()、read ()、write () 等。 Linux主要将设备分为二类:字符设备和块设备。字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行;而块设备则以整个数据缓冲区的形式进行。字符设备的驱动相对比较简单。 下面我们来假设一个非常简单的虚拟字符设备:这个设备中只有一个4个字节的全局变量int global_var,而这个设备的名字叫做"gobalvar"。对"gobalvar"设备的读写等操作即是对其中全局变量global_var的操作。 驱动程序是内核的一部分,因此我们需要给其添加模块初始化函数,该函数用来完成对所控设备的初始化工作,并调用register_chrdev() 函数注册字符设备: static int __init gobalvar_init(void) { if (register_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar ", &gobalvar_fops)) { //…注册失败 } else

一个简单的演示用的Linux字符设备驱动程序.

实现如下的功能: --字符设备驱动程序的结构及驱动程序需要实现的系统调用 --可以使用cat命令或者自编的readtest命令读出"设备"里的内容 --以8139网卡为例,演示了I/O端口和I/O内存的使用 本文中的大部分内容在Linux Device Driver这本书中都可以找到, 这本书是Linux驱动开发者的唯一圣经。 ================================================== ===== 先来看看整个驱动程序的入口,是char8139_init(这个函数 如果不指定MODULE_LICENSE("GPL", 在模块插入内核的 时候会出错,因为将非"GPL"的模块插入内核就沾污了内核的 "GPL"属性。 module_init(char8139_init; module_exit(char8139_exit; MODULE_LICENSE("GPL"; MODULE_AUTHOR("ypixunil"; MODULE_DESCRIPTION("Wierd char device driver for Realtek 8139 NIC"; 接着往下看char8139_init( static int __init char8139_init(void {

int result; PDBG("hello. init.\n"; /* register our char device */ result=register_chrdev(char8139_major, "char8139", &char8139_fops; if(result<0 { PDBG("Cannot allocate major device number!\n"; return result; } /* register_chrdev( will assign a major device number and return if it called * with "major" parameter set to 0 */ if(char8139_major == 0 char8139_major=result; /* allocate some kernel memory we need */ buffer=(unsigned char*(kmalloc(CHAR8139_BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL; if(!buffer { PDBG("Cannot allocate memory!\n"; result= -ENOMEM;

驱动程序的接口设计

驱动程序的接口设计 WinCE下的驱动皆以动态链接库的形式存在。驱动实现中可以调用所有的标准API。WinCE的两种驱动模型——本机驱动模型和流接口驱动模型——其中本机驱动模型用于低级、内置设备,实现一组特定的接口函数;而流接口驱动模型是基本的驱动类型,提供一组通用设备接口,适用于多种设备。本设计采用的ADC驱动为数据采集驱动,是整个数据采集系统的核心。首先介绍几个流接口驱动的接口函数: (1)ADC_Init: 函数原型:DWORD ADC_Init(LPCTSTR Identifier) 功能描述:软件资源初始化,硬件地址空间映射,硬件初始化,中断注册。 参数描述:Identifier为字符串指针,指向本驱动在注册表标识符路径键值。 实现要点:本函数的关键部分在于对硬件地址空间的映射,通Virtualalloc,Viirtualcopy将I/O寄存器、中断寄存器、PWM寄存器和存储器地址空间映射到系统内存空中去;此外还要对硬件进行系统启动后的第一次初始化,包括中断硬件初始化和注册、fifo的清零和采集的禁止等。注意为保证系统的稳定和低功耗,在本函数运行后,数据采集器处于禁止中断和电源关闭状态。 具体使用:ADC_Init会把设备内容指针传递给ADC_Open。 (2)ADC_Deinit: 函数原型:BOOL ADC_Deinit(PADC_Info pContext) 功能描述:软件资源释放,硬件反初始化,中断屏蔽。 参数描述:pContext是驱动软件结构体指针。 实现要点:本函数为ADC_Init的逆向操作。 具体使用:释放了ADC_Init中分配的资源。 (3)ADC_Open: 函数原型:DWORD ADC_Open(DWORD pContext,DWORD AccessCode,DWORD ShareMode) 功能描述:打开设备,AD上电,禁止中断,禁止触发,清除FIFO,数据缓冲区初始化。 参数描述:pContext是驱动软件结构体指针;AccessCode为读写访问权限。 制模式码:ShareMode为共享访问权限控制模式码。 应用接口:CreateFile 实现要点:本函数主要功能是开启设备电源,并确保其初始化状态可靠,因此其中部分操作与系统初始化阶段类似。注意在本操作结束后,采集器仍处于禁

字符设备驱动开发实验

字符设备驱动实验 实验步骤: 1、将设备驱动程序使用马克file文件编译 生成模块firstdev.ko 2、将模块加载到系统中insmod firstdev.ko 3、手动创建设备节点 mknod /dev/first c 122 0 4、使用gcc语句编译firsttest.c生成可执行 文件 5、运行可执行文件firsttest,返回驱动程序 中的打印输出语句。 查看设备号:cat /proc/devices 卸载驱动:rmmod firstdev 删除设备节点:rm /dev/first 显示printk语句,(打开一个新的终端)while true do sudo dmesg -c sleep 1 done

源码分析 设备驱动程序firstdev.c #include #include #include #include #include #include //#include static int first_dev_open(struct inode *inode, struct file *file) { //int i; printk("this is a test!\n"); return 0; }

static struct file_operations first_dev_fops ={ .owner = THIS_MODULE, .open = first_dev_open, }; static int __init first_dev_init(void) { int ret; ret = register_chrdev(122,"/dev/first",&first_dev_fo ps); printk("Hello Modules\n"); if(ret<0) { printk("can't register major number\n"); return ret; }

一个简单字符设备驱动实例

如何编写Linux设备驱动程序 Linux是Unix操作系统的一种变种,在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统,但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序,思想简洁,操作方便,功能也很强大,但是支持函数少,只能依赖kernel中的函数,有些常用的操作要自己来编写,而且调试也不方便。本文是在编写一块多媒体卡编制的驱动程序后的总结,获得了一些经验,愿与Linux fans共享,有不当之处,请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg,johnsonm的Write linux device driver,Brennan's Guide to Inline Assembly,The Linux A-Z,还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时,有的还有一些错误,我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能: 1)对设备初始化和释放; 2)把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据; 3)读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据; 4)检测和处理设备出现的错误。 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型,一种是字符设备,另一种是块设备。字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时,实际的硬件I/O一般就紧接着发生了,块设备则不然,它利用一块系统内存作缓冲区,当用户进程对设备请求能满足用户的要求,就返回请求的数据,如果不能,就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到,用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b),表示是字符设备还是块设备。另外每个文件都有两个设备号,第一个是主设备号,标识驱动程序,第二个是从设备号,标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备,比如有两个软盘,就可以用从设备号来区分他们。设备文件的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致,否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是,在用户进程调用驱动程序时,系统进入核心态,这时不再是抢先式调度。也就是说,系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环,不幸的是你只有重新启动机器了,然后就是漫长的fsck。 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做,但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器,你就会获得一个真正的设备

嵌入式系统接口设计与Linux驱动程序开发

嵌入式系统接口设计和Linux驱动程序开发 书名:嵌入式系统接口设计和Linux驱动程序开发 作者:刘淼 出版社:北京航天航空大学出版社 ISBN:9787810778619 定价:39.00 元 出版日 2006-5-1 期: 编辑推荐 Linux是源码开放的操作系统,它发展迅速,爱好者众多,同时也是主流的嵌入式操作系统之一。以ARM 为核心的处理器使用广泛,成本低廉,软件支持好,也是当今市场占有率最高的32位嵌入式处理器。本书Linux和ARM处理器平台为例,结合两大主流软件和硬件,讲述嵌入系统开发的相关知识,是对深入学习嵌入式系统很有借鉴意义的书。 内容简介 本书针对ARM处理器为核心的主流嵌入式系统平台,主要讲述嵌入式Linux驱动程序的设计和开发过程。内容同时涵盖嵌入式系统的软硬件两个方面:一方面是嵌入式系统常用的硬件接口时序、电气特性等内容的分析;另一方面讲述对应硬件的Linux驱动程序实现方法。本书共分为16章。第1、2章介绍嵌入式系统和Linux驱动程序的基础性知识。从第3章开始,详细讲述硬件平台及其对应的Linux驱动程序。硬件包括I/O口、CAN总线、触摸屏、I2CPS/2、异步串口、音频、显示、IDE、PCMCIA、USB、以太网以及Flash 的使用等内容。软件涉及针对上述硬件的各种驱动程序在Linux下的体系结构,Linux的字符设备、块设备和网络设备驱动程序,ARM Linux的中断处理,BootLoader和内核的启动过程等。 本书可作为机器人技术、机电控制系统、信息家电、工业控制、手持设备、智能玩具、医疗仪器等方面嵌入式系统开发和使用的参考书,也可作为高等院校有关嵌入式系统教学的本科生或研究生的教材。 作者简介 刘焱,吉林省吉林市人。2000年开始从事嵌入式系统方面的研发工作,参加过多项国家863、自然基金研究项目,熟练掌握ARM等RISC微处理器系统的硬件设计及LinuxWinCEVxWorks等操作系统的软件设计.尤其擅长硬件接口和驱动程序等系统底层架构设计。先后主持过基于S3C4480、S3C2410、PXA270等多款嵌入式教学实验平台及基于HMS30C7202.AT91 RM9200的工业测控系统的开发工作,作为主要研究人员完成的嵌入式数控系统已在企业成功使用。曾担任过清华大学软件学院、北京航空航天大学软件学院嵌入式系统课程的实验教学工作及南开大学软件学院的嵌入式系统专业课程教学工作。现任中国电子学会嵌入式系统培训中心ESTC认证讲师。 目录 第1章典型的嵌入式系统体系结构 1.1嵌入式系统概述1 1.2嵌入式系统的组成1 1.2.1嵌入式平台的硬件架构2 1.2.2板级支持包和嵌入式系统2 1.2.3嵌入式系统上的使用程序3 1.3嵌入式系统的开发流程和优势3 1.4嵌入式系统的方案选择5

字符设备驱动程序

字符设备驱动程序 字符设备驱动程序与块设备不同。所涉及的键盘驱动、控制台显示驱动和串口驱动以及与这些驱动有关的接口、算法程序都紧密相关。他们共同协作实现控制台终端和串口终端功能。 下图反映了控制台键盘中断处理过程。 以上为总的处理流程,下面对每一个驱动分开分析。首先是键盘驱动。键盘驱动用汇编写的,比较难理解,牵涉内容较多,有键盘控制器804X的编程,还有扫描码(共3套,这里用第二套)和控制命令及控制序列(p209~210有讲解)。由于键盘从XT发展到AT到现在PS/2,USB,无线键盘,发展较快,驱动各有不同,此版本驱动为兼容XT,将扫描码映射为XT再处理,因此仅供参考。CNIX操作系统的键盘驱动实现为C语言,可读性更好。 键盘驱动 键盘驱动就是上图键盘硬件中断的过程。keyboard.S中的_keyboard_interrupt 函数为中断主流程,文件中其他函数均被其调用。

以上打星处为键盘驱动的核心,即主要处理过程,针对不同扫描码分别处理,并最终将转换后所得ASCII 码或控制序列放入控制台tty 结构的读缓冲队列read_q 中。 键处理程序跳转表为key_table ,根据扫描码调用不同处理程序,对于“普通键”,即只有一个字符返回且没有含义变化的键,调用do_self 函数。其他均为“特殊键”:1. crtrl 键的按下和释放 2. alt 键的按下和释放 3. shift 键的按下和释放 4. caps lock 键的按下和释放(释放直接返回,不作任何处理) 5. scroll lock 键的按下 6. num lock 的按下 7. 数字键盘的处理(包括alt-ctrl+delete 的处理,因为老式键盘delete 键在数字小键盘上。还包括对光标移动键的分别处理) 8. 功能键 (F1~F12)的处理 9. 减号的处理(老键盘’/’与’-’以0xe0加以区分,可能其中一键要按shift ) do_self 是最常用的流程,即跳转表中使用频率最高的流程:

linux字符设备驱动课程设计报告

一、课程设计目的 Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用,但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序,特别是由于工程应用中的灵活性,其驱动程序更是难以统一,这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。对用户而言,设备驱动程序隐藏了设备的具体细节,对各种不同设备提供了一致的接口,一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件,用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。 通过这次课程设计可以了解linux的模块机制,懂得如何加载模块和卸载模块,进一步熟悉模块的相关操作。加深对驱动程序定义和设计的了解,了解linux驱动的编写过程,提高自己的动手能力。 二、课程设计内容与要求 字符设备驱动程序 1、设计目的:掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法,了解设备文件的创建,并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作 2、设计要求: 1) 编写一个简单的字符设备驱动程序,该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。 2) 编写一个测试程序,测试字符设备驱动程序的正确性。 3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。 三、系统分析与设计 1、系统分析 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口,设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能: 1、对设备初始化和释放; 2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据; 3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据; 4、检测和处理设备出现的错误。 字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口,主要包括op e n、clo s e(或r ele as e)、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。在系统中添加一个字符设备驱动程序,实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备,L i n u x内核对这些操作进行了统一的抽象,把它们定义在结构体fi le_operations中。 2、系统设计: 、模块设计:

实时数据库与驱动程序开发接口-解析

实时数据库与驱动程序开发接口 V1.0 2006/12/29发布 1引言 根据整个组态的结构描述,在驱动程序与实时数据库之间交换的内容包括采集的实时数据及由实时数据库向驱动发送的控制命令串,驱动程序要求实时数据库或其他驱动支持的功能。 2实现方式 具体的实现方式是能过共享内存的方式进行数据传送。系统驱动所使用的共享内存全部编号使用,编号从0开始顺序递增,不同的驱动使用不同的共享内存编号,一般一个驱动使用一个共享内存,特殊情况下一个驱动可以使用一个以上的共享内存号。系统提供若干函数对共享内存的创建及使用进行支持。并且提供完整的温巡驱动程序,使用纯C语言编写。二次开发人员可以阅读,参照完成其他驱动的编写工作。另外对每一个驱动的开发需要在drive目录下建立一个单独的文件存储驱动的应用程序与设置文件.以omron为例,需在drive下建立omron 目录.对每一个驱动程序写一个readme.txt文件和一个config.txt文件来描述开发的目的及驱动的用法及驱动程序的参数设置. 系统占用的共享享内存编号有如下几个, 其他程序请不要占用. 100 声音驱动使用 102 短信程序使用 103 电话语音报警使用 80web驱动使用 3驱动程序编写说明

3.1 数据区 驱动程序采集的量一般分为两种形式一种是实时数据量如遥信,遥测与遥脉等. 另一种类型是结构量,如SOE, 保护动作记录等。 实时数据量采用0 - 1999进行编号, 驱动程序开发人员可自行安排其中的某一段为遥信,遥测或遥脉, 例如0 - 100 为遥信, 101-200 为遥脉, 201 - 300 为遥测.对于遥信多的,将更多的编号分配给遥信,对于遥测多的将更多的编号分配给遥测。采集上来的量在组态的参数配置中按驱动编写的情况进行配置. 3.2 上传结构变量 结构型变量采用如下方法进行传送,系统提供若干个结构串位置,当将指定形式的若干个结构串放入结构串中时,同时将串个数告诉实时数据库。则实时数据库程序读入所有的串,并根据指定的格式进行存盘操作或命令操作。结构串的格式一般为一个特征码附加若干有效字串参数。 3.3 命令区 驱动程序从实时数据库中接收的内容一般是命令串,命令串中包括命令特征码及命令附带的数据,当收到退出命令时驱动程序应自动安全地退出. 退出命令是命令字符串"EXIT"。 3.4 下行结构变量 下传结构变量一般是由实时数据库传送到驱动程序的下行结构变量。接收下行结构变量的程序一般有声音报警,电话报警,及调度程序等。 4类接口说明 4.1 支持函数文件列表 1)ramdrive.h 2)ramdrive.c 4.2 使用步骤 1)使用方法bool CreateRam( int ramid ); 完成共享内存的建立,参数为数据共享区的编号. 2)设置实时数据 void SetValue( int id, int iValue ) id 编号iValue 实时值

字符设备驱动框架

Linux中设备分类: 按照对设备的访问方式可分为以下三类: 1.字符设备(char device) (1)例如:键盘、鼠标、串口、帧缓存等; (2)通过/dev/下的设备节点访问;以字节为单位访问; (3)一般只支持顺序访问;(特例:帧缓存framebuffer) (4)无缓冲。 2.块设备(block device) (1)例如:磁盘、光驱、flash等; (2)以固定大小为单位访问:磁盘以扇区(512B)为单位;flash以页为单位。 (3)支持随机访问; (4)有缓冲(减少磁盘IO,提高效率)。 3.网络设备(network device) (1)无设备文件(节点); (2)应用层通过socket接口访问网络设备(报文发送和接收的媒介)。 设备驱动在内核中的结构: 1.VFS虚拟文件系统作用:向应用层提供一致的文件访问接口,正是由于VFS 的存在,才可以将设备以文件的方式访问。 2.虚拟文件系统,存在于内存中,不在磁盘上,掉电丢失。例如:/proc、/sys、 /tmp。

设备号: 1.作用:唯一地标识一个设备; 2.类型:dev_t devno;即32位无符号整型; 3.组成: (1)主设备号:用于区分不同类型(按功能划分)的设备; (2)此设备号:用于区分相同类型的不同设备。 注意:相同类型的设备(主设备号相同)可以使用同一个驱动。 4.构建设备号: int major = 250; int minor = 0; (1)dev_t devno = (major << 20) | minor;不建议使用; (2)利用宏来构建:dev_t devno = MKDEV (major, minor); 注意:我们可以通过文件$(srctree)/documentation/device.txt来查看内核对设备号的分配情况。 (1)该文本中的有对应设备文件的设备号是已经被申请过的,我们不可以重 复使用(申请); (2)从中可以看出,我们在编写驱动程序时可以使用的主设备号范围为 240~254,为了方便记忆,通常使用250作为主设备号。 字符设备驱动框架: 驱动:作用,为应用层提供访问设备的接口(对设备发的各种操作)。 一、申请设备号 1.构建设备号:dev_t devno = MKDEV (major, minor); 2.申请设备号: (1)动态申请:alloc_chrdev_region; (2)静态申请: register_chrdev_region。

字符设备驱动步骤

编写字符设备驱动框架的步骤 Step 1: 申请设备号(主要是申请主设备号) 有两种方式: ⑴静态申请 通过下面这个函数实现: int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name); /* register_chrdev_region() - register a range of device numbers * @from: the first in the desired range of device numbers; must include * the major number. * @count: the number of consecutive device numbers required * @name: the name of the device or driver. * * Return value is zero on success, a negative error code on failure.*/ 这种方式主要用于,驱动开发者事先知道该驱动主设备号的情况。 ⑵动态申请 通过下面这个函数实现: int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name) /* alloc_chrdev_region() - register a range of char device numbers * @dev: output parameter for first assigned number * @baseminor: first of the requested range of minor numbers * @count: the number of minor numbers required * @name: the name of the associated device or driver * * Allocates a range of char device numbers. The major number will be * chosen dynamically, and returned (along with the first minor number) * in @dev. Returns zero or a negative error code.*/ 这种方式由系统动态分配一个设备号,返回的设备号保存在参数dev中。 Step 2 :注册字符设备 在linux 内核中用struct cdev表示一个字符设备。 字符设备的注册与注销分别通过下面的两个函数来实现: int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count); /** * cdev_add() - add a char device to the system * @p: the cdev structure for the device * @dev: the first device number for which this device is responsible * @count: the number of consecutive minor numbers corresponding to this * device * * cdev_add() adds the device represented by @p to the system, making it * live immediately. A negative error code is returned on failure.

LINUX字符设备驱动编写基本流程

---简介 Linux下的MISC简单字符设备驱动虽然使用简单,但却不灵活。 只能建立主设备号为10的设备文件。字符设备比较容易理解,同时也能够满足大多数简 单的硬件设备,字符设备通过文件系统中的名字来读取。这些名字就是文件系统中的特 殊文件或者称为设备文件、文件系统的简单结点,一般位于/dev/目录下使用ls进行查 看会显示以C开头证明这是字符设备文件crw--w---- 1 root tty 4, 0 4月 14 11:05 tty0。 第一个数字是主设备号,第二个数字是次设备号。 ---分配和释放设备编号 1)在建立字符设备驱动时首先要获取设备号,为此目的的必要的函数是 register_chrdev_region,在linux/fs.h中声明:int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);first是你想 要分配的起始设备编号,first的次编号通常是0,count是你请求的连续设备编号的 总数。count如果太大会溢出到下一个主设备号中。name是设备的名字,他会出现在 /proc/devices 和sysfs中。操作成功返回0,如果失败会返回一个负的错误码。 2)如果明确知道设备号可用那么上一个方法可行,否则我们可以使用内核动态分配的设 备号int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor,unsigned int count, char *name);dev是个只输出的参数,firstminor请求的第一个要用的次编号, count和name的作用如上1)对于新驱动,最好的方法是进行动态分配 3)释放设备号,void unregister_chrdev_region(dev_t first unsigned int count); ---文件操作file_operations结构体,内部连接了多个设备具体操作函数。该变量内部 的函数指针指向驱动程序中的具体操作,没有对应动作的指针设置为NULL。 1)fops的第一个成员是struct module *owner 通常都是设置成THIS_MODULE。 linux/module.h中定义的宏。用来在他的操作还在被使用时阻止模块被卸载。 2)loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);该方法用以改变文件中的当前读/ 写位置 返回新位置。 3)ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);该函数用 以从设备文件 中读取数据,读取成功返回读取的字节数。

基于ARM的通用IO接口驱动程序设计

西安文理学院机械电子工程系 课程设计任务书 学生姓名张聪聪专业班级 09级自动化(1)班学号08013090122 指导教师雷俊红职称讲师教研室自动化 课程自动化专业课程设计 题目 基于ARM的通用I/O接口驱动程序设计 任务与要求 利用ARM实验箱上的资源设计一个LED灯驱动。 设计要求: 1)搭建交叉编译环境 2)通过NFS网络文件系统建立共享目录 3)LED按照1S的时间间隔亮灭,实现闪烁的效果 开始日期 2011.12.05 完成日期 2011.12.14 2011年 12 月 5 日

基于ARM的通用I/O接口驱动程序设计 摘要: 目前,基于ARM技术的嵌入式系统几乎已经深入应用到各个领域,是当今32位嵌入式系统应用的主流。ARM在工业控制领域的应用也受到越来越多的关注。随着嵌入式在生活中的应用越来越广泛,可广泛应用于移动设备、网络设备、工控设备、仪器仪表等。Linux 系统本身就是一个优秀的操作系统,再加上他的源代码是开放的,所以就把它作为嵌入式开发的核心原型系统。 嵌入式Linux设备驱动是嵌入式系统中十分重要的部分,我们选择了LED灯的驱动程序开发作为课程设计题目。可以进一步熟悉Linux操作系统及Linux的编程,同时也了解Linux下驱动开发的大体流程。 本次课程设计的LED灯的驱动程序开发大致包括两个部分,他们是交叉编译环境的搭建和驱动程序、应用程序的编写。交叉编译工具使用arm-linux-gcc-4.3.3,使用NFS网络文件系统构成共享目录完成程序的烧写。主要功能就是在已挂载LED驱动程序的情况下,用应用程序让LED间隔1S亮灭以验证驱动程序是否正常。 关键词:ARM;Linux操作系统;驱动程序开发;交叉编译;NFS;LED灯

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