实验七 arm9嵌入式系统硬件驱动基础开发实验。
实验目的】1.掌握嵌入式linux内核的配置编译及移植。
2.掌握arm linux驱动程序的开发流程。
实验内容】1.常用linux命令的使用。
2.嵌入式linux驱动程序开发步骤。
内核配置、编译以及移植。
实验设备】开发板。
2.串口线、usb线。
机（软件：vmware workstation6.5）
实验原理】嵌入式 linux是以linux为基础的嵌入式作业系统，它被广泛应用在移动**、个人数字助理(pda)、****器、消费性电子产品以及航空航天等领域中。linux是开放源**的操作系统，同时具有体积小、执行速度快、较好的可裁剪性与移植性等特点。针对arm cpu开发的具有mmu（memory management unit）功能的嵌入式linux操作系统是arm平台上操作系统的最佳选择。
通用的基于arm系统的linux开发步骤如下：
1）开发目标硬件系统：如选择微处理器，flash及其他外设等；
2）建立交叉编译工具：一般的gcc工具都是针对x86体系的，为了能够生成目标板可执行的**必须建立交叉编译工具；
3）开发bootloader：建立启动系统的主引导程序；
4）移植linux内核：如基于arm的linux2.4内核移植；
5）开发一个根文件系统：如yaffs文件系统的制作；
6）开发相关硬件的驱动程序：如lcd、keypad等；
7）开发上层的应用程序：如qt gui开发。
驱动程序的目的一般式驱动硬件正常工作，所以通常所说的驱动程序都是针对特定的硬件来编写的。驱动程序既可以工作在有操作系统的环境下，也可以工作在无操作系统的环境中。通常在做一些简单的硬件控制时，由于功能比较单一，不需要操作系统来管理，所以针对这种情况下的驱动程序相对来说也比较简单，但是作为一个嵌入式系统，他要实现的任务也相对比较多，比较复杂，所以需要有操作系统来对他进行管理。
设备驱动程序是操作系统内核和及其硬件之间的接口。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，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。linux下的设备驱动程序是内核的一部分，运行在内核模式。
也就是说，设备驱动程序为内核提供了一个i/o接口，用户使用这个接口实现对设备的操作。我们在这个实验中主要是将驱动程序的c文件交叉编译后添加进内核，同时，在文件系统中添加驱动测试程序。最后将生成的系统映像文件烧进开发板中。
对于驱动程序的使用，有静态编译和动态编译两种，静态编译指的是将驱动程序添加到内核中，动态编译是指将驱动程序编译成驱动模块。我们采用第一种，即静态编译的方式添加驱动程序。驱动程序的开发步骤如下：
1）首先，用户在自己的驱动程序源文件中定义file_operations结构，并编写出设备需要的各种操作函数，对于设备不需要的操作函数用null初始化，这些操作函数将被注册到内核。当应用程序对相应的设备文件进行操作时，内核会找到相应的操作函数，并进行调用。如果操作函数使用null，操作系统就进行默认的处理。
2）设备驱动程序编写完成后，就可将其添加到linux内核中，这需要修改linux的源码，然后重新配置编译linux内核。
3）编写相应的驱动测试程序，**到arm板进行相应驱动的测试。
实验步骤】1.打开桌面上的虚拟机软件vmware workstation，用户名为root，密码为123456，即以超级用户的身份登录。打开终端，学习一下linux常用命令：
# cd / 切换到根目录。
# cd dir 切换到当前目录下的dir目录下。
# cd ..切换到上一级目录。
# ls 显示当前目录下的文件列表。
# vi file 编辑文件file
# tar xzvf 将文件file解压。
# rm file 删除文件。
# rm –fr dir 删除当前目录下叫dir的整个目录。
# cp source target 将文件source复制为target，可以指定文件路径。
# cat file 查看file的内容。
# mv file /dir 将当前目录下的file文件移动到dir目录下。
还有一些命令会在后面的使用中具体讲解。
2. 在终端里进入 /opt/friendlyarm/nano2410v2 目录下，其中有一个kernel文件夹，这就是我们要操作的linux的内核。进入kernel/drivers/char ，即内核驱动的字符型设备驱动文件夹，然后ls查看里面的文件列表，其中有一个 文件，这是一个led驱动程序，但此程序需要修改才能适用于我们的arm板。
3. 输入 vi ，对此文件进行编辑。在vi编辑器里面默认的是命令模式，键入i就进入了编辑模式。
程序里 led_table中定义了四个端口，我们将gpio_e13改为gpio_f7,即我们只对板子上的led2进行操作。修改之后按esc回到命令模式，然后输入 ：wq 保存退出。
4. 打开kernel/drivers/char 目录下的makefile文件，即输入 vi makefile 。切换到编辑模式，在第199行里输入 obj-$(config_super2410_leds) +按esc键，输入 ：
wq 保存退出。 这一步操作时为了在编译内核时将 编译成 文件。
5. 打开kernel/drivers/char 目录下的 文件，即输入vi 切换到编辑模式，在第89行里输入dep_tristate ‘support super2410 leds’ config_super2410_leds，然后按esc键，输入 ：wq 保存退出。
这样在运行menuconfig配置字符设备时就会出现 support super2410 leds 的字样，如果选中并编译通过，驱动程序就加到内核中了。
6. 返回到 /kernel 目录下面，输入 make menuconfig ，进行内核的配置。首先找到character devices，回车进入，找到 support super2410 leds （new），键入空格选中此项。
然后返回上一级，进入general setup，在 timer and cpu usage leds上键入空格，取消选中。如果选中则两个led分别用于timer和cpu，我们的测试程序将看不到效果，故在此处将其取消。
然后保存退出，这时可以进行linux内核的编译了。
7. 在终端里输入 make dep，这一步仅仅在第一次编译时需要，为的是编译时内核知道文件之间的依赖关系； 输入 make clean ，该命令用于清除以前编译内核时生成的所有目标文件、模块文件和临时文件； 输入 make zimage ，即将内核编译成gzip压缩形式的image。编译通过后会在目录 kernel/arch/arm/boot 下生成 zimage内核文件。
8. 编译好之后，我们查看 kernel/drivers/char 目录会看到 文件，如果没有则我们的led驱动程序没有加入到内核。另一种方法是在终端里kernel目录下输入 cat | grep leds，如果有matrix4_leds_init、matrix4_leds_ioctl、matrix4_leds_fops（这几个是文件里的函数）等，则表明驱动已经正确地加入到了内核。
9. 将zimage 文件拷贝到 /mnt/hgfs/share 文件夹里，则在windows下我们可以获得此文件。下面进行驱动测试程序的操作。
10. 在虚拟机的 /opt/frindlyarm/nano2410v2/examples 找到leds文件夹，里面有两个文件，是led的测试程序，makefile是用来指明编译文件时要用的编译器。在终端里进入此文件夹，输入 make 后在该文件下生成一个二进制程序led。
将其重命名为ledtest,拷贝到 /opt/friendlyarm/nano2410v2/root_qtopia_tp/sbin下。这个root_qtopia_tp文件夹是我们板子所使用的文件系统。
11. 将 root_qtopia_tp文件夹拷贝到 /opt/ friendlyarm/nano2410v2/mkyaffs文件夹下，在终端里进入此文件夹，输入命令 ./mkyaffsimage root_qtopia_tp 执行完后在mkyaffs文件夹下会生成文件，这是我们要**到arm板子上的文件系统映像文件。
12. 将前面的zimage和文件**到arm板，然后重新启动，通过windows主机的超级终端进行驱动程序的测试。
13.在windows主机下，打开开始-程序-附件-通讯-超级终端，输入自定义的名称，选择com口（默认com1即可），端口设置如下图：
将arm板上面的com0和主机的串口用串口线连接，上电后会在超级终端里看到启动信息，当出现“please press enter to active this console” 时键入回车进入操作系统，如下图。
此时可以通过超级终端控制我们的arm板了。
14. 这时候可以看到led2在闪烁，其控制程序是 /etc/ 下面的leds。输入 ./leds stop 后，则此程序被结束，led不再闪烁。
15. 进入 /sbin，查看文件列表会发现我们添加的驱动测试程序ledtest：
进入 /dev 会看到我们加入内核的驱动leds(驱动程序中定义的驱动名称为leds),如下图：
这时候我们进行驱动程序的测试，输入ledtest 1 1则点亮led2，输入ledtest 1 0则熄灭led2。
实现一个简单的linux字符设备驱动
步骤1： 编写驱动程序
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#definedevice_name"cdev_zhangwei"
10. intnumber_of_devices=1;
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