嵌入式Linux实验报告Word格式.docx
《嵌入式Linux实验报告Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式Linux实验报告Word格式.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
有关串口通信选项的含义：
"
Filenamesandpaths"
：
选择需要传输的文件和路径
Filetransferprotocols"
选择传输文件的通信协议
Serialportsetup"
设置串口通信参数
Savesetupasdfl"
将设置好的各项参数保存为dfl
Savesetupas"
将设置好的各项参数保存为自定义的文件名
Exit"
退出返回到minicom设置好后的终端
ExitfromMinicom"
从minicom命令中退出返回Linux终端
将光标移到"
，按回车键会弹出串口通信参数的配置菜单。
实验开发板的启动
嵌入式Linux系统的启动过程分析
1）启动Bootloader
Bootloader是嵌入式系统的引导加载程序，它是系统上电后运行的第一段程序，其作用类似于PC机上的BIOS。
在本系统中这段程序的起始地址为0x00000000。
Bootloader在完成初始化RAM、初始化串口、检测处理器类型、设置Linux启动参数后，开始调用Linux内核。
本系统Linux内核镜像zImage放在Flash中，Bootloader首先把它拷贝到RAM中，然后跳转到RAM中对zImage进行解压缩。
解压缩后启动内核。
2）加载内核
内核启动后先进行一系列与内核相关的初始化，然后调用第一个用户进程——init进程并等待用户进程的执行。
具体的过程如下：
进行与体系结构相关的第一个初始化工作，首先通过检测出来的处理器类型进行处理器内核的初始化，然后进行内存结构的初始化，最后开启MMU，创建内核页表，映射所有的物理内存和IO空间；
创建异常向量表和初始化中断处理函数；
初始化系统核心进程调度器和时钟中断处理机制；
初始化串口控制台，在minicom中看到的系统启动过程中的信息都是通过串口输出的；
创建和初始化系统cache，为各种内存调用机制提供缓存，包括动态内存分配、虚拟文件系统及页缓存；
初始化内存管理，检测内存大小及被内核占用的内存情况；
初始化系统的进程间通信机制（IPC）；
创建init进程，结束内核的启动。
3）执行init进程。
内核被加载后，第一个运行的程序便是/sbin/init，init进程是所有进程的发起者和控制者，它的进程号是1。
init进程首先读取/etc/inittab文件，并依据此文件来进行初始化工作（首先进行一系列的硬件初始化，然后通过命令行传递过来的参数挂载根文件系统。
最后执行一些其它的进程）。
init配置文件每行的基本格式为“id:
runlevel_ignored:
action:
process”，其中某些部分可以为空。
各部分的具体内容如下：
id：
指定启动进程的控制终端，如果所启动的进程并不是可以交互的shell，应该会有个控制终端（在PC机上该字段表示配置行的惟一标识）。
runlevel_ignored：
该字段是忽略掉的，配置inittab时空着它就行了（在PC机上该字段用来配置所启动进程适用的系统运行级别）。
4）执行/bin/login程序。
有些嵌入式系统在init进程执行完后会执行/bin/login。
login程序会提示使用者输入账号及密码，接着编码并确认密码的正确性，如果账号与密码相符，则为使用者初始化环境，并将控制权交给shell，即等待用户登录。
本系统在执行完init进程后直接开始执行/bin/sh，进入shell交互程序（跳过了执行/bin/login这一步）。
这个可以通过图27中的语句“ttyS0:
:
askfirst:
-bin/sh”来说明。
程序的交叉编译及运行
gdbserver远程调试
NFS的配置
内核配置与编译
文件系统的打包
内核与文件系统的下载
实验二并发Web服务器的实现
一、【实验目的】
1）熟悉Linux网络编程。
2）了解Web服务器原理。
3）掌握嵌入式Linux多进程、多线程、I/O多路复用三种方式并发服务器的实现。
二、【实验内容】
1）用多进程实现Web服务器。
2）用多线程实现Web服务器。
3）用I/O多路复用方式实现Web服务器。
三、【实验步骤】
1.环境配置
2.实现多进程Web服务器
1）用arm-linux-gcc命令编译源程序，得到可执行程序web_server_process。
2）用vi文本编译器创建文件index.html，用于测试Web服务器。
3）编辑文件index.html，然后保存并退出vi编辑器。
4）在/mnt/nfs/web目录下创建子目录cgi-bin，并用vi文本编辑器在cgi-bin目录下创建文件hello.cgi，用于测试Web服务器。
5）编辑文件hello.cgi，然后保存并退出vi编辑器。
6）用ls命令可以看到root用户对文件hello.cgi没有执行权限，通过chmod命令来修改hello.cgi的权限，使它称为可执行文件。
7）用命令service启动宿主机上的nfs服务，并用exportfs命令查看nfs的共享目录。
然后在目标机上挂载nfs
8）在目标机中运行web_server_process。
9）打开宿主机的浏览器，输入http:
//192.168.0.5/file，查看执行结果
10）在宿主机的浏览器中输入http:
//192.168.0.5，查看执行结果。
11）在宿主机的浏览器中输入http:
//192.168.0.5/index.html，查看执行结果。
12）在宿主机的浏览器中输入http:
//192.168.0.5/cgi-bin/hello.cgi，查看执行结果。
13）在宿主机的浏览器中输入http:
//192.168.0.5/web_server_process.c，查看执行结果。
3.实现多线程Web服务器
1）用arm-linux-gcc命令编译源程序，得到可执行程序web_server_thread。
2）在目标机中运行web_server_thread。
3）在宿主机的浏览器中输入http:
4）在宿主机的浏览器中输入http:
5）在宿主机的浏览器中输入http:
//192.168.0.5/web_server_thread.c，查看执行结果。
4.实现I/O多路复用方式的Web服务器
1）用arm-linux-gcc命令编译源程序，得到可执行程序web_server_select。
2）在目标机中运行web_server_select。
//192.168.0.5/cgo-bin/hello.cgi，查看执行结果。
//192.168.0.5/web_server_select.c，查看执行结果。
实验三嵌入式Linux驱动
1）熟悉嵌入式Linux驱动程序编写框架。
2）了解七段数码管驱动程序的工作原理，熟练掌握该驱动程序在嵌入式开发平台的移植和注册使用。
3）了解16键矩阵键盘驱动程序的工作原理，熟练掌握该驱动程序在嵌入式开发平台的移植和注册使用。
1）学习Linux驱动源代码，分析代码中各个函数模块的功能作用。
2）在宿主机上交叉编译七段数码管驱动程序，然后移植到目标机上。
3）在目标机上注册驱动程序，验证驱动的功能。
1.了解七段数码管工作原理
七段数码管是显示数字的电子元件，因为借助七个发光二极管以不同组合来显示数字，所以称为七段数码管（如图1）。
七段数码管分为共阴极和共阳极，共阳极的七段数码管的正极（或者阳极）为八个发光二极管的共有正极，其他接点为独立发光二极管的负极（或者阴极），使用者只需要把正极接电，不同的负极接地就可以控制七段数码管显示不同的数字。
共阴极的七段数码管与共阳极的只是接电的接法相反而已。
图1
2.开发板七段数码管电路介绍
开发板上有四个七段共阴数码管，2个一组，第一组七段数码管使用系统LED_CS2作为其位选使能信号，两个数码管的段选信号分别使用数据总线的D0~D7位和D8~D15位，如图2所示。
图2
第二组七段数码管使用系统LED_CS3作为其位选使能信号，两个数码管的段选信号分别使用数据总线的D0~D7位和D8~D15位，如图3所示。
图3
分析可知，对七段数码管的操作主要是对其位选和段选信号的控制。
其
中位选信号决定显示哪个七段数码管，段选信号决定其显示的字型信息（共阴极七段数码管段选控制信息如表1），这也是驱动程序和硬件关联的主要部分。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
字型
Dp
G
F
E
D
C
B
A
编码
1
0X3F
0X06
2
0X5B
3
0X4F
4
0X66
5
0X6D
6
0X7D
7
0X07
8
0X7F
9
0X6F
0X77
0X7C
0X39
0X5E
0X79
0X71
表1
3.七段数码管驱动程序分析
1）添加驱动程序所需的头文件和变量：
SEG_CS1和SEG_CS2就是上面硬件接口所提及的两组七段数码管的位选使能信号，LED[10]数组中保存的就是在共阴极数码管上面显示0~9的段选信号。
Seg这个结构体用于保存4个数码管即时显示的数字的段选信号。
#include<
linux/module.h>
linux/kernel.h>
asm/io.h>
asm/uaccess.h>
linux/fs.h>
MODULE_LICENSE（"
GPL"
）;
//用于声明描述内核模块的许可权限，如果不声明LICENSE，模块被加载时将收到内核被污染（kerneltainted）的警告
charLED_MODULE=0;
#defineDEVICE_NAME"
xidian_seg7"
#defineSEG_CS10x10300000
#defineSEG_CS20x10400000
staticcharLED[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7F,0x6F};
unsignedlong*CS1_Address,*CS2_Address;
structseg
{
charLED1_Val;
charLED2_Val;
charLED3_Val;
charLED4_Val;
charnegative;
};
2）同时更新所有七段数码管驱动显示函数:
CS1_address对应第一组七段数码管的位选信号，该组第一个数码管的段选信号保存在short变量的低8位，该组第二个数码管的段选信号保存在short变量的高8位。
CS2_address对应第二组七段数码管，其余操作和第一组的七段数码管一致。
staticvoidUpdateled（structseg*seg_7）
unsignedshortbuff=0x00;
buff=seg_7->
LED1_Val;
buff=buff|（seg_7->
LED2_Val<
<
8）;
writew（buff,CS1_Address）;
buff=0x00;
LED3_Val;
LED4_Val<
writew（buff,CS2_Address）;
return;
}
3）写具体某位七段数码光驱动管显示函数：
position对应的是4个七段数码管的相对位置，value就是需要更新的七段数码管要显示数字的段选信号值。
voidvalue_seting（structseg*seg_7,charposition,charvalue）
{
if（seg_7->
negative==0）
value=~value&
~（0x1<
7）;
else
value=（0x1<
7）|value;
if（position==1）
seg_7->
LED1_Val=value;
elseif（position==2）
LED2_Val=value;
elseif（position==3）
LED3_Val=value;
elseif（position==4）
LED4_Val=value;
4）实现七段数码管驱动写操作函数：
把用户写入的数码管显示更新数据，转换成为要显示数字对应的段选信号，并且保存在led_forall数组中，并且调用Value_setting更新显示数据，最后调用Updateled（）更新实际的数码管显示信息。
staticssize_tseg7_write（structfile*file,constchar*buffer,size_tcount,loff_t*ppos）
inti;
structseg*seg_7=file->
private_data;
charled_forall[4];
printk（KERN_EMERG"
TheModuleiswritten,seg7_write\n"
if（count!
=4）
{
printk（KERN_EMERG"
thecountofinputisnot4!
!
return0;
}
if（copy_from_user（led_forall,buffer,4））
return–EFAULT;
for（i=1;
i<
=4;
i++）
value_seting（seg_7,i,LED[（int）led_forall[i-1]]）;
Updateled（seg_7）;
return0;
5）实现七段数码管驱动IOCTL操作函数。
staticintseg7_ioctl（structinode*ip,structfile*fp,unsignedintcmd,unsignedlongarg）
charval=0x00;
structseg*seg_7=fp->
if（!
arg）
return-EINVAL;
if（copy_from_user（&
val,（int*）arg,sizeof（char）））
return-EFAULT;
switch（cmd）{
case1:
value_seting（seg_7,1,val）;
break;
case2:
value_seting（seg_7,2,val）;
case3:
value_seting（seg_7,3,val）;
case4:
value_seting（seg_7,4,val）;
case0:
seg_7->
negative=LED_MODULE;
default:
printk（KERN_EMERG"
ioctlparameterinputerror,pleaseinputnumber0-4"
}
6）实现七段数码管驱动打开操作函数。
staticintseg7_open（structinode*inode,structfile*filp）
structseg*seg_7;
TheModuleisopen,seg7_open\n"
seg_7=kmalloc（sizeof（structseg）,GFP_KERNEL）;
//分配内存（在内核空间）seg_7->
negative=LED_MODULE;
filp->
private_data=seg_7;
7）实现七段数码管驱动释放函数。
staticintseg7_release（structinode*inode,structfile*filp）
TheModuleisrelease,seg7_release\n"
kfree（filp->
private_data）;
8）七段数码管驱动文件结构体定义：
定义七段数码管驱动程序的打开，写入，释放，Ioctl操作，属主信息。
staticstructfile_operationsEmdoor_fops={
open:
seg7_open,
write:
seg7_write,
release:
seg7_release,
ioctl:
seg7_ioctl,
owner:
THIS_MODULE,
9）实现七段数码管驱动初始化函数:
映射七段数码管的位选信号的物理实际地址，注册设备。
staticint__initseg7_init（void）
intret;
TheModuleisInit,seg7_init\n"
CS1_Address=ioremap（SEG_CS1,4）;
CS2_Address=ioremap（SEG_CS2,4）;
ret=register_chrdev（56,DEVICE_NAME,&
Emdoor_fops）;
if（ret<
0）{
printk（DEVICE_NAME"
can'
tgetmajornumber\n"
returnret;
10）实现七段数码管驱动模块退出函数与模块描述：
取消对七段数码管的位选信号的物理地址的映射，释放设备。
staticvoid__exitseg7_exit（void）
TheModuleisExit,seg7_exit\n"
iounmap（CS1_Address）;
iounmap（CS2_Address）;
unregister_chrdev（56,DEVICE_NAME）;
module_init（seg7_init）;
module_exit（seg7_exit）;
MODULE_AUTHOR（"
Mr.han"
MODULE_DESCRIPTION（"
Thisisa7SegmentLeddriverdemo"
11）七段数码管驱动程序的Makefile
CFLAGS+=$（DEBFLAGS）-Wall
ifneq（$（KERNELRELEASE）,）
obj-m:
=xidian_seg7.o
else
KERNELDIR?
=../linux-2.6
PWD:
=$（shellpwd）
ALL:
$（MAKE）$（CFLAGS）-C$（KERNELDIR）M=$（PWD）modules
endif
clean:
rm-fr*.o*.ko*.symvers*~core.depend.*.cmd*.mod.c.tmp_versions
4.编写七段数码管驱动的测试程序和Makefile文件
1）seg7_test.c源代码：
stdio.h>
stdlib.h>
fcntl.h>
unistd.h>
typedefunsignedcharu8;
#defineSEG_DEV"
/dev/xidian_seg7"
charnumber[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7F,0x6F};
voidclear_led（intfd）
inti;
c
升级会员 