实验9-10 系统构建与驱动程序.docVIP

实验9 Linux文件系统构建实验一、实验目的1、学习Linux下Cramfs文件系统的制作方法；2、学习Busybox工具包的制作方法；3、熟悉Linux文件系统的下载方法。二、实验内容1、制作Busybox工具包：（1）下载Busybox工具制作源码软件包，解压；（2）对Busybox进行配置；（3）对Busybox进行编译。2、制作Cramfs文件系统：（1）下载Cramfs文件系统制作软件包，解压、编译；（2）制作目标板的Linux文件系统；3、下载Cramfs文件系统。三、实验操作方法1、准备制作工具软件包需要准备Linux工具软件包“Busybox”和根文件系统制作软件包“Cramfs”，它们具体分别为：“Busybox”软件包下载地址：/downloads/ ；“Cramfs”软件包下载地址：/projects/cramfs/ 。如下载的软件包分别为：“busybox-1.1.0.tar.tar”和“cramfs-1.1.tar.gz”，为了在Linux操作系统下使用，应该把它们复制到“windows-Linux”共享目录下，或者直接下载到“windows-Linux”共享目录下。windows操作系统与Linux操作系统的共享目录为：Windows下：e:VMwareshareLinux下：/mnt/hgfs/share2、制作Busybox工具包（1）下载Busybox工具制作源码软件包下载地址：/downloads/。（2）解压具体操作为：# tar xjvf busybox-1.1.0.tar.tar # cd busybox-1.1.0 （3）对Busybox进行配置BusyBox的配置方法有以下几种：make allnoconfig在config文件中禁止所有的配置选项make allyesconfig在config文件中启用所有的配置选项make allbareconfig启用所有的applets程序，不包括任何子目录下的选项make config基于文本的配置方式，很少使用这种方式make defconfig设置config配置文件为最大通用配置make menuconfig交互式图形化配置方式，该方式应用最广make oldconfig在config配置文件中配置那些还没有被配置的选项常用的配置方法是使用“make menuconfig”方式。其方法是在“busybox-1.1.0”目录下执行“make menuconfig”指令，出现与配置vivi和Linux相似的配置界面，根据实际需要进行配置。（4）修改Makefile文件配置完BusyBox后，接下来就是编译它。编译之前需要修改BusyBox源代码目录下的Makefile文件，修改的内容有以下两项：ARCH =armCROSS_COMPILE=/usr/local/arm/2.95.3/bin/arm-linux-修改的目的与编译内核是一样的，是基于ARM平台和使用交叉编译环境制作。（5）编译与安装BusyBox编译：在BusyBox源代码目录下执行make命令，即可完成对BusyBox的编译（时间较短）。安装：在BusyBox源代码目录下执行安装命令make install即可。命令执行后，默认情况下，会在_install目录下生成bin、sbin、usr/bin和usr/sbin4个目录，并且在每个目录下都会有许多BusyBox可执行文件的符号连接，BusyBox可执行文件存在bin目录下。将这4个目录下的文件，分别复制到下面将要构建的根文件系统下的相应目录下。3、构建目标系统的根文件系统（1）构建目标系统的根文件系统在PC机上构建目标系统的根文件系统，首先建立名为myrootfs的目录，然后在myrootfs目录下建立所需要的子目录，具体操作如下：# mkdir myrootfs # cd myrootfs # mkdir bin vet etc lib proc sbin tmp usr var # mkdir usr/bin usr/lib usr/sbin 即在myrootfs目录下建立了bin、vet、etc、lib、proc、sbin、tmp、usr、var子目录，并且在usr目录下建立了bin、lib、sbin子目录。这就是目标系统将来的目录结构。（2）对目标文件系统添加文件目录建立好以后，就要给各目录复制相应的文件或库，例如在bin目录下要复制glibc库和内核模块，给etc目录下建立一些配置文件，bin目录下放置常用的命令工具等。然后将上面制作的BusyBox工具集文件添加到文件系统。即把BusyBox/_install目录下4个目录下的文件，分别复制到在前面已经构建的根文件系统下的相应目录下，即myrootfs/bin、myrootfs/sbin、myrootfs/usr/bin和myrootfs/usr/sbin目录下。4、制作Cramfs根文件系统映像（1）制作Cramfs根文件系统工具Cramfs工具包可以从/projects/cramfs/下载，工具包为cramfs-1.1.tar.gz。将其解压，并查看解压后的目录结构如下：# tar xvzf cramfs-1.1.tar.gz # cd cramfs-1.1 利用Cramfs工具包主要是为了生成mkcramfs和cramfsck两个工具，其中mkcramfs工具是用来创建Cramfs文件系统，而cramfsck工具则用来对Cramfs文件系统释放和检查。通过执行make命令，便可生成mkcramfs和cramfsck两个工具。（2）制作Cramfs根文件系统映像首先进入myrootfs目录的上层目录，然后使用mkcramfs工具制作Cramfs根文件系统映像，执行下面命令：# mkcramfs myrootfs myrootfs. cramfs 就会生成名为myrootfs. cramfs的映像文件，被保存在与myrootfs同一个目录下。（4）检查新文件系统的正确性使用mount命令检查，方法如下：# mkdir /mnt/myroot # mount o loop myrootfs.cramfs /mnt/myroot # cd /mnt/myroot # ls 显示所制作的根目录下的子目录及文件# ls usr 显示所制作的usr子目录的子目录和文件从显示的文件结构可以看出，上面所制作的根文件系统是正确的。5、下载Cramfs文件系统可以使用DNW、vivi或其它工具下载。（1）利用vivi接口命令进行下载vivi有两种工作模式，一种是“启动加载”模式，另一种是命令行“下载”模式。利用串行口与主机的连接，可以进行命令行操作。vivi启动后，通过串行口发出如下信息：Press Return to start the Linux now, any other key for vivi按“Enter”键，立即启动Linux操作系统，按下除了“Enter”之外的键，便可进入命令行模式。vivi的接口命令主要有5条。1）load下载文件命令功能：将二进制文件下载到Flash或RAM格式：load | media_type：存储器类型，Flash或RAMpartname：分区名称addr size：下载的地址及占用空间大小x|y|z：文件的传输协议。x表示采用xmodem协议，y表示采用ymodem协议，z表示采用zmodem协议。目前vivi仅支持xmodem协议。例1：viviload flash kernel x表示下载压缩的内核映像文件zImage到flash存储器的内核分区中，采用xmodem传输协议。例2：viviload flash 0x80000 0xc0000 x2）partMTD分区操作命令操作命令：显示、增加、删除、复位、保存MTD分区等。各个命令格式为：part show：显示分区信息part add： 增加新的分区part del ：删除指定的分区part reset：恢复分区的默认值part save：在flash中保存分区和参数值增加新的分区格式：part add partname：新分区名称offset：新分区的偏移地址size：新分区的大小flag：新分区的类型，可以是JFFS2、LOCKED、BONFS3）param设置或查看分区参数命令查看分区参数格式：param show设置启动等待按键延迟格式：param set boot_delay n(s)设置通信初始化超时格式：param set xmodem_initial_timeout m (s)4）boot引导内核命令格式：boot media_type | media_type：存储器类型，为flash或RAMpartname：内核所在分区名称addr：内核所在器件的偏移地址size：内核的大小若boot（无参数），则从kernel内核对应的分区中（kernel）读取内核映像，启动操作系统Linux。例如：viviboot nand 0x80000内核在nand flash中引导内核，偏移地址为0x80000，大小为缺省值0xc0000viviboot nor 0x80000内核在nor flash中引导内核，偏移地址为0x80000，大小为缺省值0xc00005）flashflash存储器管理命令擦除flash数据格式：flash erase | 说明：对flash只有擦除命令。例如：flash erase 0x80000 0xc0000实验10 定时器驱动程序实验一、实验目的1、学习Linux下定时器驱动程序的编写方法；2、学习定时器应用程序的编写方法；3、进一步学习Linux内核模块的编译方法；4、学习Linux内核模块的装载、调用、卸载方法。二、实验内容1、编写定时器驱动程序和定时器应用测试程序；2、对驱动程序交叉编译成内核模块，对测试程序交叉编译成可执行文件；3、通过网络或超级终端将内核模块、测试程序下载到实验箱上；4、在实验箱上对驱动程序进行装载、卸载实验，运行应用程序对驱动程序做测试实验。三、实验操作方法1、编写驱动程序和应用测试程序首先在“/home”下建立“module”文件夹，然后切换到“/home/module”文件夹下，分别编写定时器0驱动程序“timer_m.c”、定时器0应用程序“timertest.c”，“timer_m.c”和“timertest.c”内容如最后所列。2、编译驱动程序和应用测试程序（1）复制一些头文件将“/usr/include/linux”下的文件version.h，复制到“/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/include/linux”下面。修改文件version.h的内容，将操作系统的版本号改为实验箱上操作系统的版本号，如改为：2.4.18-rmk7-pxa1。（2）编译驱动程序编译命令如下：arm-linux-gcc D _KERNEL_ -D MODULE I/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/include O2 -Wall O c timer_m.c正确编译后会产生在ARM上运行的驱动程序内核模块“timer_m.o”。 （3）编译定时器应用测试程序编译命令如下：arm-linux-gcc I/usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/include o timertest_m timertest.c正确编译后会产生在ARM上运行的程序“timertest_m”。3、通过超级终端下载程序（1）复制下载文件到“windows-Linux共享目录”下windows操作系统与Linux操作系统的共享目录为：Windows下：e:VMwareshareLinux下：/mnt/hgfs/share在PC机端的Linux操作系统下执行：# cp timer_m.o /mnt/hgfs/share （2）下载文件通过超级终端对目标板进行操作，下载文件。首先转到下载欲保存文件的目录“/tmp”。在超级终端执行如下命令：# cd /tmp 然后利用超级终端下载文件。在超级终端进行操作：点击“传送”主菜单、“发送文件”项，在弹出的“发送文件”对话框先后选择“e:VMwareshare”下的“timer_m.o”、“timertest_m”文件，点击“发送”，即可将文件传送到目标板的“/tmp”目录下。4、挂载与卸载驱动程序（1）挂载驱动程序内核模块在目标板上执行如下操作：# cd /tmp # insmod timer_m.o 正确挂载后会显示出：# timer module installed!可以到“/proc”目录下的“devoces”文件查看timer设备是否注册上，查看其设备号和设备名。（2）运行测试程序在目标板上的/tmp目录下执行如下操作：# ./timertest_m n n可以取值：05。数字0使电机停止转动；数字15是控制直流电机运转，1使电机转速最低，数字5使电机转速最高。反复操作，观察实验情况。（3）卸载驱动程序内核模块执行如下操作：# rmmod timer_m.o 正确卸载后会显示出：# timer module exit!四、实验参考程序1、定时器0驱动参考程序timer_m.c#include /在 /usr/local/arm/2.95.3/arm-linux/include 目录下#include #include #include #include #define rTCFG0(*(volatile unsigned *)0x51000000)#define rTCFG1(*(volatile unsigned *)0x51000004)#define rTCON(*(volatile unsigned *)0x51000008)#define rTCNTB0(*(volatile unsigned *)0x5100000c)#define rTCMPB0(*(volatile unsigned *)0x51000010)#define rGPBCON(*(volatile unsigned *)0x56000010)/GPB配置寄存器GPB0为T0out#define rGPBUP(*(volatile unsigned *)0x56000018)/GPB上拉寄存器#define DEVICE_NAME timer/设备名#define TIMER_MAJOR 231/主设备号static devfs_handle_t devfs_handle;/（1）ioctl函数static int timer_ioctl(struct inode *inode,struct file *file,unsigned int cmd, unsigned long arg)if(cmd=0)/判断是否关闭T0rTCON&=0xff;return0;if(cmd=1)rTCMPB0=20;else if(cmd=2)rTCMPB0=40;else if(cmd=3)rTCMPB0=60;else if(cmd=4)rTCMPB0=80;else if(cmd=5)rTCMPB0=95;if(rTCON&0x01)=0)/如果T0没用启动,则启动T0rTCON|=0x02;/手动装载rTCON&=0x02;rTCON|=0x09;/启动T0return0;/（2）open函数static int timer_open(struct inode *inode,struct file *file)printk(“open timer file!n”);return 0;/（3）文件系统接口static struct file_operations timer_fops= owner:THIS_MODULE,open:timer_open,ioctl: timer_ioctl,;/（4）系统入口函数static int _init timer_init(void)int ret;/*注册中断设备*/ret = register_chrdev(TIMER_MAJOR, DEVICE_NAME, &timer_fops);if(ret 0 )printk(DEVICE_NAME can not register major numbern);return ret; /*注册 devfs，从而可以使用 devfs文件系统*/devfs_handle=devfs_register(NULL,DEVICE_NAME,DEVFS_FL_DEFAULT,TIMER_MAJOR,0,S_IFCHR |S_IRUSR |S_IWUSR,&timer_fops,NULL);rTCFG0=(rTCFG0&0