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OK6410新手学习心得（一）Linux中加入led驱动及测试程序详解
forlinx2013 发表于 2013/6/8 10:44:40 654 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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51单片机我们在大学都学过，51也是我们一个嵌入式接触的第一个处理器，它的结构不算复杂。我们学习51单片机，我们可以清楚的说出51单片机中的资源，累加器A和B，程序状态寄存器，程序计数器，6个中断源，r0-r7工作寄存器等等，其实arm处理器也可以说是一个单片机，只不过它的速度更快，寄存器更多了些，位数多了些（32位），分了几种工作模式，指令多了些等等，不过只要我们有51的学习经验，学习arm并不是很困难的事情。
不过我们学习arm不能在像学习51单片机那样，希望把所有的东西都知道，弄清楚里面的结构，这个是不可能的，也是完全没有必要的。我们学习arm处理器要学习与应用相关的部分。官方给出的芯片手册是一个工具，而不是教材，我们没有哪个工程师能够把那个一千多页的文档从头到尾的看一遍，三星在写手册的时候也有偷工减料的地方，比如6410的有些部分就是直接拿2440的手册中的。我们用到哪一部分，我们再去查相应的部分就可以了。Arm芯片手册中关于芯片的结构和相关的使用说明说的很详细，以前写过关于裸机LED的小程序，那个小程序只是一个简单的GPIO的操作，不过对于刚入门的初学者来说，这个小程序能让我们大概的了解arm芯片。还有那个led的程序运行是有前提的，arm运行之前要先初始化，上次我们直接是在启动uboot启动后运行的我们的led程序，uboot把做了初始化的工作。
学习arm和学习51系列的基本内容相同，arm的基本内容主要包括中断响应过程，arm指令集，存储器结构和汇编语言的程序结构，并没有比51更多多的内容，从这几方面去学习arm，我们会发现学习arm并不是很困难的事。我们不要把arm想的太复杂，太神秘，就像我们没有接触单片机之前，我们并不知道什么是单片机，也不知道单片机能做什么，当我们学完之后，我们感觉其实也没什么难的。Arm也是一样的，我建议初学者买本关于arm入门的书，从头看一遍有个系统的掌握。我给大家推荐一本《从51到ARM—32位嵌入式系统入门》北京航空航天大学出版社出版的。这本书是我在大学的时候接触到的第一本arm的书，这本书讲的很基础，引领我们从51过渡到ARM,很多的地方都是讲51和ARM的对比，让我们看完之后，感觉arm就是一个“超级”的51。建议关于汇编的指令部分先可以不看，因为那个很长，也不好记，而且日后工作也不怎么用。只有我们在移植与CPU直接打交道的时候才用的着。
先看一下百度百科是怎么定义操作系统的，操作系统（Operating System，简称OS）是管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。如果我们想学操作系统，关于操作系统很多我前辈都推荐我们先学ucos，可以说麻雀虽小五脏俱全，代码量少，不过里面的基本的机制还是都有的。
我们没有必要学习arm中的详细的结构，我们大概了解arm的体系结构就可以了，就像学习51的时候用C语言编程，也不知道是怎么生成的二进制可执行的文件的。我们想玩操作系统也可不太关心arm结构，编译器会帮助我们完成这个复杂的工作。
操作系统一定意义上也可以看作是一个软件，只不过这个软件管理我们的资源，调度任务，管理内存，管理中断等。Linux是一个多任务，多用户的一个网络操作系统，一台linux机器可以同时运行不同用户的多个任务，一个cpu怎么来实现呢？我们可以听歌的同时也可以浏览网页，而另一个人可能也在通过网络登录这台机器做着自己的开发工作。这就是操作系统要做的。把每个任务分成时间片，轮换着让cpu去执行，只不过这个速度太快了，以至于我们认为我们的任务同时在运行。我们可以把linux想成是一个“大管家”，管理着资源任务。初学者先不要想linux内部究竟是怎么管理的，内部是怎么样的结构，也不要一开始就拿一本linux内核详解来看，整天翻着天书，看不到100页就看不下去了。由浅入深，从简单到复杂，慢慢的我们就会知道什么是linux了，时机到了，不用怎么去看就已经很明了了。
学习嵌入式linux编程，我们接触到的大多是linux设备驱动程序的编程。说了半天没有头绪的东西，还是来点实际的东西。今天我就给大家简单的分析一下飞凌的led驱动程序，有了我们前面led的裸机的程序的基础，这个led的驱动也就简单多了。
大家最好是看一下linux设备驱动程序一书的前六章，这样不会对linux中的led中的一些函数太陌生。首先要对linux的字符设备驱动框架有一个大概的了解。
打开linux的源码目录，找到drivers/char/s3c6410-led.c
打开看一下源码，飞凌的这个led驱动程序可以运行，不过不太好，我改了一个小地方，我也看了友善的led的程序，两者如出一辙，不知道是谁copy谁的。大家有兴趣的可以看一下，ioctl中的switch语句，已经有了switch为什么还要在里面用if语句呢，看来高手也有犯小错误的时候。主要起控制led灯亮灭的是这个函数。
static long s3c6410_leds_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)//控制函数
{
if (arg > 4){//因为只有四个led灯，如果大于四就返回一个错误
return -EINVAL;
}
switch(cmd) { //根据命令来设置亮灭
unsigned tmp;
tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);
case 0: //打开
tmp &= (~(1<<arg));
break;
case 1: //关闭
tmp |= (1<<arg);
break;
default:
return -EINVAL;
writel(tmp,S3C64XX_GPMDAT);//数据写回寄存器
printk (DEVICE_NAME": %d %d\n", arg, cmd);
return 0;
}
}
代码中有简单的注释，这里就不多说，我们怎么来测试我们的驱动可以用了呢？
我们写一个测试程序来看一下。
写一个流水灯吧，源码发给大家。
在linux下编译执行
就可以生成ledtest，注意如果把arm-linux-gcc的路径加到PATH环境变量中去，否则会出现找到不命令的错误。
把ledtest通过串口发到开发板中，因为没有执行权限，先运行chmod 777 ledtest
然后再./ledtest
就可以看到流水灯闪动了。
由于闪动的有点快，手机拍下来显示成两个亮了。其实是闪动的。
还有再给大家说一下怎么来把led驱动加到内核中呢，linux的编译用的是makefile管理的，初学者对于makefile的基本结构要知道一些，不用把整个makefile的文档都看一遍，但也要把知道大概, makefile的格式规则是这样的
target : prerequisites
command
我们打开char目录下的makefie看一下，
这一行是把led的驱动加入内核的关键，而我们在编译的时候要配置是加入内核还是编译成模块呢，我们运行make menuconfig的时候是怎么出现的配置的呢？这个要看我们的Kconfig文件
这个里面的FORLINX6410_LEDS和前面的Makefile中的文件
只差了一个前缀，这个就是我们在make menuconfig 的时候的配置选项。
进入到Device DriversàCharacter devices找到LedS driver forlinx6410
我们选上这一项就是编译进内核，如果是M，就是要编译成模块，可以动态加载，如果是空就是不编译。Make menuconfig的时候就是如何剪裁操作系统了，我们可以把不需要的或者没有必要的驱动不选上，重新编译，就可以得到自己剪裁过的内核了
驱动大体就是这样加入到内核的。不过这只是个简单的驱动，复杂的驱动也有点复杂，这里不介绍。
移植内核的过程有点复杂，不可能一两句说的清楚，大体的步骤就是先移植与arm体系结构相关的部分，先让linux在平台上跑起来，先移植nand驱动和串口驱动，这样我们可以从串口查看调试信息，以便我们进行其它驱动的移植，然后再移植各个相关的驱动。与6410相关的内核代码在源代码的arch/arm/mach-s3c64xx/文件夹下。驱动的设备驱动都在drivers目录下，char目录下是字符设备驱动，block目录下是块设备驱动程序等等，我们只要一看名字应该都知道大概是什么驱动。我们初学者大多接触的是字符设备驱动。
对于初学者不要有太多的忧虑，不要想我不是这个专业的，很多都不会，本人大学学的是电子信息工程，和嵌入式也没有太大的关系，操作系统不懂，arm结构不明白，我们可以慢慢学，没有谁一下子就把能把操作系统或者是arm说清楚的，我们多接触，一天会一点，不会想一口吃个胖子，嵌入式讲内功的，其实前边我和大家说，这个可以不用全会，那个不必全知道，是个让大家不至于一学嵌入式就被困难吓回去的做法，我是想让大家在尽短的时间内了解嵌入式的全貌，知识还是越多越好的。