《嵌入式LINUX应用开发完全手册》.doc

精华 嵌入式LINUX应用开发完全手册一书作者：韦东山() 的部分备课笔记- 特别说明：此文章的原始出处以下文章是华清远见深圳培训中心嵌入式LINUX应用开发完全手册一书作者韦东山() 的部分备课笔记，笔记语言比较风趣，比较好玩，此文档欢迎转载，但转载请保留相应个人信息及此段说明，谢谢！- 第1天1入门介绍大家好，这两天我们将一起度过。我叫韦东山，韦小宝的韦，东方的东，高山的山，大家直接叫我名字就可以了，也别叫我老师。可能比你们都大上几年，在LINUX方面比你们早入门了几年门。今天有幸来讲第一节课，我很乐意帮助大家解决一些入门问题。当然，入门问题也有很难的问题，回答不上请大家见谅，等我下班后，回到家，找到了答案再告诉大家。好了，下面开始我们的课程。大家的基础各不相同，所以我只能假定大家第一次接触LINUX的驱动编写。其实LINUX系统的一些原理，跟人类社会很有相通之处，那就分层分工，各司其职。假设你是一个集团的老总，下面有很多子公司。那你想了解公司的运营情况时，是不可能去实地考察每个公司的。那怎么办？只能看每个子公司的财务报表。打开报表阅读报表，嗯，明白了批示、下发。报表怎么来的呢？老总可不管，都是由底下的人弄好的；批示怎么执行的呢？老总也不管，都是由底下的人做的。这些“底下的人”，就是“驱动人员” 回到我们的LINUX系统，我们控制电路板上的LED，怎么办呢？同样：打开LED文件写数据到文件LED亮、灭，这个文件怎么来的？写数据到这个文件后，LED怎么就会亮、灭？这些工作，就是“驱动人员”做的。上层只管：open, read, write，其他的不管；我们就是提供可以read/write的文件，他们read时，我们提供数据；他们write时，我们执行指令。现在看看这个PPT，user space就是老总，就是用户；VFS就是这套open, read, write接口；DEVICE DRIVER就是我们写的驱动程序。当然了，整个LINUX系统还可以细分，看看前一页PPT，里面涉及进程管理、内存管理、文件系统支持、设备控制、网络等等。我的观点是：先了解总体概念，然后用到什么再深入学习什么。方向太多，会累死人的。(PPT翻到第5页LINUX内核源码树，并在电脑上打开内核顶层目录)，稍稍讲解各目录的内容。Kernel目录是内核的核心，比如sched.c实现进程的调度，signal.c里是信号的处理函数，fork.c实现进程的复制、创建等Drivers目录下是各种驱动程序，大家可以看到，名字是五花八门，很多都没听说过。我们今天的重点在字符设备，它们在driverschar目录下。很多芯片的驱动程序都放在这里。这里先插说一下，LINUX内核功能多，所支持的芯片多，从软盘、硬件、光盘到声卡、网卡等等，支持的文件系统也多，比如有FAT16、FAT32、EXT2、EXT3，还有在嵌入式系统里用的JFFS2、YAFFS等。对于某个产品来说，是不可能全部用到这些功能的，所以要在LINUX内核里把不需要的功能裁剪掉。同学们有没有自己配置过内核？make menuconfig，然后在菜单里选择、修改就可以了：Y表示这个模块被编译进内核去，M表示编译为一个可加载模块，用到的时间再加载，或称为安装。Make menuconfig的结果都存在内核根目录下的.config里，=y表示对应的功能被编译进内核去、=m表示单独编译为一个模块在make menuconfig里，怎样才能知道哪个选项对应哪个模块？在内核源码里，怎样才能知道哪些文件对应哪个模块？在make menuconfig里，可以按h键知道它的配置名是什么；可以用“/配置名”查找到文字解释是什么在内核目录下grep 来找到对应哪些文件12页的“模块编译与装/卸载”在编写驱动时再说2. 驱动分类：我们下面就讲解驱动了，不过我们先了解一下为什么要写驱动。以前我们说过了，这个社会是分层分工，各司其职。因为人的精力是有限的，Module_init linux/init.h fs/dchar_dev.c: register_chrdev = register_chrdev_region & cdev_add 字符驱动：1. 框架：知道怎么填充2. 知道怎么传送数据：copy_form_user, copy_to_user 3. 知道怎么操作硬件: ioremap 1. 框架：知道怎么填充21页，填充file_operations结构，对应应用程序的open,read,write,ioctl函数2. 知道怎么传送数据：copy_form_user, copy_to_user 33页，地址的映射也说一说3. 知道怎么操作硬件: ioremap 典型分析：例子不好，自己做一个？地址的映射也说一说4. 休眠(有中断)、poll、select、信号、异步通知5. 同步、互斥、阻塞、睡眠母亲怎么才能知道房间里的孩子醒了？陪他，在旁边休息：休眠不时进去看他：POLL 等他哭：异步通知POLL、SELECT 57页需要说明的是，poll_wait函数并不阻塞，程序中poll_wait(filp, &outq, wait)这句话的意思并不是说一直等待outq信号量可获得，真正的阻塞动作是上层的select/poll函数中完成的。select/poll会在一个循环中对每个需要监听的设备调用它们自己的poll支持函数以使得当前进程被加入各个设备的等待列表。若当前没有任何被监听的设备就绪，则内核进行调度（调用schedule）让出cpu进入阻塞状态，schedule返回时将再次循环检测是否有操作可以进行，如此反复；否则，若有任意一个设备就绪，select/poll都立即返回。自旋锁 43页spinlock_t spin spin_lock_init(lock) spin_lock(lock) spin_trylock(lock) spin_unlock(lock) 信号量 45页与自旋锁不同的是，当获取不到信号量时，进程不会原地打转而是进入休眠等待状态通 知近期的课程已经讲完了ARM，进入了U-BOOT移植，相对这部分的课程是比较难理解和掌握的，若没有掌握和利用合适自己的学习方法，学习的压力会很大，所以近期大家都有不同程度的烦躁情绪。为了帮助大家更快、更好的掌握学习方法，我们请了几位学习较好的师兄回来，给我们讲授一下他们的学习方法和感受，2010年11月7日下午2:00（星期天）在本班教室进行一次新老学员交流会，届时可以向师兄们请教他们的学习方法，有很好的借鉴意义，请大家相互通知并准时参加！特此通知！ 深圳华清远见嵌入式培训中心 2010年11月3日星期三