嵌入式Linux应用程序开发实验报告期末作业

1、软件学院大作业设计报告课程名称：题目:专业:班级:姓名学号:基于UP-CUP2440平台的驱动程序开发和 QT程序开发计算机软件计算机软件111班鲁飞 8000611038卢惠民 8000611021戚成林 8000611032慕一聪 8000611018刘备 8000611006李岚职称：副教授2014年6月11日嵌入式Linux应用程序开发任课教师:完成时间:22一、小组成员分工二、实验任务三、主要仪器设备及耗材四、实验步骤、驱动1. 基本知识：2. 实验原理：3. 具体实现：二、QT计算器1.QT程序设计2. 虚拟机下进行编译：3. 下载到开发板上运行：六、实验数据及处理结果101517

2、18七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议1819八、参考资料：、小组成员分工分工:鲁飞：QT设计与设计报告 卢惠民：QT设计与设计报告 戚成琳：驱动与设计报告 慕一聪、刘备：设计报告二、实验任务1编写基于UP-CUP2440硬件平台的GPIO驱动程序必选功能：使中断按键按下后，开发板上的LED灯能作如下闪动：a）连续性闪动，跑马灯：如：1-2-3-1-2-3或3-2-1-3-2-1b）间隔性闪动：如：1-3-2-1-3-2或3-1-2-3-1-2进阶功能：改变中断按键的控制功能，使中断按键按下后，LED灯不断闪亮，再次按下后，LED灯灭。2.QT计算器三、主要仪器设备及耗材PC, Windo

3、ws Xp , H-JTAG，H-Flasher，DNW，开发实验箱。四、实验步骤、驱动思路：前后台思想：在中断模块中设置一个计数的变量，每一次中断计数器加一。然后在GP10驱动模块的ioctIO函数中分情况使跑马灯按要求闪动或熄灭。设备驱动程序可以使用模块的方式动态加载到内核中去。模块的必需组成部分：模块加载函数，insmod时调用。模块卸载函数，rmmod时调用模块许可证LICENSE说明数据结构file_operation中定义驱动程序会使用的函数。在获得了系统分配的设备号之后，必须要通过注册才能实现设备号和驱动程序之1. 基本知识:(3)(4) 间的关联。(5) 打开设备和释放设备，没

4、什么要特别注意的。(6) 读写设备：把内核空间的数据复制到用户空间去，或者从用户空间复制到内核空 间。read()里面使用copy_to_user()就可以将内核空间的值传到用户空间去。这一点在本 实验的驱动程序的实现中起着至关重要的作用。(7) ioctl()则是对10寄存器的控制，在本实验中就要用ioctl()来实现不同的跑马 灯亮灭。2. 实验原理:UP-liP2轴】开发平3个【iPM】悴制的l.HD.和I个町白搖产乍外帑砸件中啊 的技犍 LEU 井别惶用 S3C24HySJC2440 (JPLS GPLb, GPC7 (PXA27O 的 <jPKXb GPIOI. GPIO?2)

5、三亍GPIO,按卷接判TMT3中断£卩心2和的GPIO97 >Titf10Q'fllIfU QRegilbrAdcfrwtR/用OaicrvtiQnA«t«t VilwaGPCCONQ«56000020FVWS'lgwM lhe pins of CKjrtCiQjiOgpcdatit50OOOO£-iR/Wfne dalfl reg ster fty nqrt CUhdert,GPCJPQ>i5a0G002BR/WPull-J p diMtrtr iifugaler feir pad CmoBEservod脚5000

6、00比GPC715:1400 = Input10 = LCD'LPCREVB01 = Output11 = ReservedGPC613:1200 = Input10 = LCD LPCREV01 = Output11 = Reserved11:1000 = Input10 = LCD_LPCOE01 = Output11 = Reserved3. 具体实现:(一) 中断驱动模块：该模块只需在老师给的实例的基础上加以修改就行。(1) 模块初始化函数中，请求中断处理函数：ret = request_irq(S3C2440_IRQ5, s3c2440_IRQ3_fu n, SA_INTER

7、RU PT, "S3C2440_IRQ5", NULL);中断处理函数为：s3c2440_IRQ3_fu n()在此中断处理函数中，用一个全局变量cou nt在每一次中断的时候加1,由于我们的开发板按一次会处理两次，所以计数到7的时候，必须使count恢复到1。具体实现如下：int coun t=0;irqreturn_t s3c2440_IRQ3_fu n (int irq, void *dev_id, struct pt_regs *reg)prin tk("e nter interrupt 5 !n ”)；coun t+;if(co un t=7)coun

8、t=1;(2) 设备初始化：static int _init s3c2440_interrupt_in it(void)in t ret; int flags; local_irq_save(flags);/ by sprifes3c2410_g pio_cfgpin( S3C2410_G PF5, S3C2410_G PF 5_EINT5);s3c2410_g pio_pullu p(S3C2410_G PF5,1);/ endset_irq_ty pe(S3C2440_IRQ5,/*IRQT_FALLING*/IRQT_LOW); local_irq_restore(flags);ret

9、= request_irq(S3C2440_IRQ5, s3c2440_IRQ3_fu n, SA_INTERRU PT,"S3C2440_IRQ5", NULL); if (ret)printk("S3C2440_IRQ5 request_irq failure");return ret; printk(DEVICE_NAME " int05 initializedn"); return 0;3)设备退出： static void _exit s3c2440_interrupt_exit(void) free_irq(S3C2440

10、_IRQ5,NULL); printk(DEVICE_NAME " unloadedn");modulenit ()注册设备 module_exit ()卸载设备 还有 LICENSE 必须要设置：( 4)( 5)( 6)MODULE_LICENSE("GPL");本模块最需要注意的地方：因为 count 是要导出给其他模块用的,所以必须使用 EXPORT_SYMBOL_GPL(count);这就是我出错的地方之一。(二) GPIO 驱动：( 1)结构体 file_operation 的定义： struct file_operations gpio_fo

11、ps = .owner = THIS_MODULE,.open = gpio_open, .ioctl = gpio_ioctl, .read = gpio_read, .release = gpio_release,;( 2) GPIO 的模块加载部分：必须完成字符设备的注册。需要调用gpio_setup_cdev(),该函数用于字符设备的创建和注册函数。 首先要定义结构体变量：static struct cdev gpio_cdev;该函数的具体实现：static void gpio_setup_cdev(struct cdev *dev, int minor, struct file_o

12、perations *fops) int err, devno = MKDEV(major, minor); cdev_init(dev, fops);dev->owner = THIS_MODULE;dev->ops = fops;err = cdev_add(dev, devno, 1);if(err) printk(KERN_NOTICE "Error %d adding gpio %d", err, minor);( 3) int gpio_open(struct inode *inode, struct file *filp) 打开设备时，就要设置 G

13、PIO 口的电平。设置相应的 GPIO 口为输出模式。 具体代码如下：int gpio_open(struct inode *inode, struct file *filp)s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 0);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC6, 0);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7, 0);s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPC5, S3C2410_GPC5_OUTP);s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPC6, S3C2410_GPC6_O

14、UTP);s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPC7, S3C2410_GPC7_OUTP);return 0;( 4) ssize_t s3c240_gpio_read(struct file *filp, char *buf, size_t cnt, loff_t *f_pos) 该函数要将count值传到用户空间去，在用户空间里调用ioctl()函数时就需要count值。 具体实现：ssize_t s3c240_gpio_read(struct file *filp, char *buf, size_t cnt, loff_t *f_pos) int err;if(

15、err = put_user(count, buf) < 0) return err;return cnt;则实现按 1，2，3 顺序不断亮灭。 则实现按 1，3，2 跳跃式不断亮灭。 则关闭所有 led 灯。(5)接下来就是实现跑马灯控制的ioctl() 了, 如果count为1时， 如果count为3时， 如果count为5时， 具体代码实现如下：int gpio_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) switch(count)case 1:s3c2410_

16、gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 0);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC6, 1); s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7, 1);mdelay(200);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC6, 0);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7, 1);mdelay(200);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2

17、410_GPC6, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7, 0);break;case 3:s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 0);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC6, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7, 1);mdelay(200);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC6, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7,0);mdel

18、ay(200);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC6, 0);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7, 1);break;case 5:s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC5, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC6, 1);s3c2410_gpio_pullup(S3C2410_GPC7, 1);break;default:break;卸载模块LICENSE 设置(三) 测试代码的实现： 打开 GPIO 设备

19、若打开成功则在while(1)循环里调用read(),再调用ioctl(). 具体代码如下：#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <sys/ioctl.h>#include <sys/mman.h> int main(void)fd=open("/dev/gpio",0_RDWR | 0_N0NBL0CK); if(fd<0)perror("open /dev/

20、gpio error!n"); exit(1);printf("open /dev/gpio sucessfully!n");while(1)read(fd, &count, 1); ioctl(fd, 0, 0);return 0;（四）两个模块的 Makefile：只需分别修改一下Targe，生成的模块名，和可执行文件就行。 2.操作过程：先 make 中断模块，生成 int.ko insmod int.ko然后 make GP10,生成 gpio.koInsmod gpio.ko然后分配一个设备号241 生成结点：（1）（2）（3）（4）（5）mkn

21、od /dev/gpio c 241 0（6）再回到 int 目录下，也生成结点。可以 lsmod /dev/XX 看是否成功安装设备驱动 交叉编译 test.c运行驱动测试程序./test按键进行测试。mknod /dev/int c 240 0（7）（8）（9）QT 计算器QT 计算器的开发环境主要是 VMware 下的编译、 xp 下的超级终端、以及 win7 下的 qt-creator 的程序的编译和调试。1. QT程序设计由于qt-creator在win7下具有调试功能，编写程序相对比较容易主要用到的软件是 qt-creator：界面如下：Qt CTHIoI-WWWrrfllQt C

22、reator!»IMjhTtortalaFl丰 qt fhtdtor LI呂L Ir/ifdKeSuUdnq jnd Rbrining n EjumplaCrearing 5 匚*十 Appic-jQonCranq a Hiibria Alpine srtionlEhptDr« Qt C+ ExbinphssDid You Know；?Itau Zin ciAbh b-atnann th« aEJtpuC psA by hUn Altin nils 巾？ nhiwrJfgtM on e陆 tucwns 对 r!> wlniKniA' hr-Tt- n

23、i 1 Huld i-iiuea 2n0Ei4t3 Appleton OttpiX '* -OKpuC计算器界面设计如下:为按钮添加槽函数:在calculor.h函数中自动生成相应的函数，如下:再在 calculor.cpp 函数中为每个函数实现相应的代码功能： 对于数字按键的处理类似，如下：主要调用 trans 函数：对于符号的函数处理类似，如下：主要调用 cal 函数进行计算：清零函数：回退函数：等号的处理函数：正负号的处理函数：优点：可以实现回退、正负号逻辑处理，保留两位小数精度、可以实现混合运算（连 加、或连乘灯） 在操作的过程中有一点需要注意，是按完数字键以后再按正负号。2.

24、 虚拟机下进行编译：需要注意的是，一定要用 QtEmbeddec下进行编译，否则在开发板端将不能运行。 将可执行程序拷到 NFS 共享目录下：在 test_QT 下修改批处理程序：保存退出即可，在开发板端执行的时候就直接执行test.sh文件3. 下载到开发板上运行:首先需要对开发板进行初始化配置，即执行校准文件及其之后的一些配置， 具体见实验 九执行校准文件：«qLii +啊版 #軸5，tid 0 0 fi i I cl pt p H - V - 3 y 蛊PM圖吋蛇叭:/iinl/lift/rrolleleLybiii Med . lU: 9幽阳&§ op&am

25、p;n III lb Z04irig Pi l«: Ho such file or dirHstorvig： 1J l&gaL seekttirdf:/nil I AbFs/ rolleletrh Hcd .SHCtiLXtda,outhelloL lty»lk.cttVMftted Trollt«h/mt- (u h ： /111 /iiFs/Troll 1 pcIi 枷:(& fl-rtrn/ijp-1 iich; /tJ/nfs/Trol I tech/'QtFuljedded- . 4ilexporl QTOTR=*PWD<U

26、tEmbedded-4.4.«-ar,-<Q tEubcfWed-i . 4.0-亦 tQFfHihHfk)词7 上.n dm <QtfHibfctded-( . 4 . fl-firn <4tEmbe<Med-&O-arn <Uttnb4added U urn QtfmbeHedl t.i .fl drn fOtFkibM(狂cl-&.£ .H-flrii <UtEmbedded-4-. H-arn ._LU Icch 1 /Hhl/nf 1rolHIt/(JtE*ibedded苗 MeMpur I LHNIj-zh_G

27、Huit-Iflth;/nidA J/Ti uHtocli/QLEntnnldd .4,6 atr *cd Lin iMi-UthLtecli/QtE"i>ded-i,t C-cr<hinHOCpcctsfwrueslts_j5rin1 ruv uicanakcts_cjlibrflte arintts_：c£lI tp tcf h /«(! J/hf's/Trrtl 1 trrN/Qtr*b«ldrf1 4.(. fl iw »/bi n fl . /ts_riil ibmtcHexport Mexuort +1eKL，o

28、rt Hexport Hexpart Hexuort He禅Orf NfrKr>t>rt N&KriortLO_L1M? P(UH斗冉f"ib ISLie_ISDLVICL /deu/evwilO TF rB_PLLICTND R- tPHfl/li h/ ts Ta iB-ciMsni faFvicf-nijip ISLIB cum ILt-tPWU/etc/ls .conF POlHlFBUflL FILE tPMU/ttc/li; calib.conf OHS HOUSE Pfioro hdib:/tJcv/cuentO TaTft CflL TKf IlF

29、-tPtfh/fitc/ts-calib.cDrf Ur_UHSl-aNlUlH-tkkU/lih/l ontsCoublnt lead wodiilf i>thrzHo r齐 Rodiiles lodd&tS_C«hl itf. SUCMESiJ3-mth'7ii:ir!WmF&/lroJ Uc<J：Jitbrg卅ded-百 t.6=«H-a/bni ll_urtcchi/itntZhfs 一 一 ij|)-terh/pnt/nfs/Trolltech #lsHJP 喩鬲 至w«incL j鼻最后执行批处理程序:六、实验数据及

30、处理结果见实验步骤七、思考讨论题或体会或对改进实验的建议本次实验经过反复进行, 最终还是有收获的, 从一开始什么都不懂, 到最后掌握了设备 驱动程序的结构,以及实现过程中一些要注意的问题。我们搜索了大量资料,并且通过同学的帮助,了解了许多额外的但必须要用到的知识： 【1. extern :引用其他文件里的变量必须使用。2. put_user(),get_user() copy_to_user() copy_from_user()在内核空间和用户空间交换数据时, get_user 和 put_user 是两个两用的函数。相对于 copy_to_user和copy_from_user将在另一篇文中

31、分析)，这两个函数主要用于完成一些 简单类型变量 (char、int、long 等)的拷贝任务,对于一些复合类型的变量,比如数据结 构或者数组类型，get_user和put_user函数还是无法胜任 ,这两个函数内部将对指针指向的对象长度进行检查,在 arm 平台上只支持长度为 1, 2， 4， 8 的变量。copy_to_user - Copy a block of data into user space. copy_from_user - Copy a block of data from user space. get_user - Get a simple variable from user space. put_user - Write a simpl