嵌入式驱动开发实验指导书

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《嵌入式驱动开发》实验

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实验一

实验题目：Linux计算器应用程序及hello驱动程序

实验目的：掌握Linux常用操作命令、熟悉使用vi编程、掌握gcc/makefile编译基本方法 实验类型：设计 实验要求：必修 仪器设备：计算机 实验内容、方法、步骤：

一、编写一个计算器程序，实现菜单显示、加减乘除功能。 要求：1）基于Linux平台开发 2）使用vi编辑器编写 3）使用gcc编译 一.课搭建samba服务器

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二．c编程练习（将10个数放入数组，找出最大的一个数，并输出）

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二、 编写hello驱动程序，编译后，进行加载、卸载驱动模块以对驱动进行测试。 一．hello.c驱动程序

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实验二

实验题目：简单的字符设备驱动程序

实验目的：掌握Makefile文件编写方法；熟悉字符设备驱动程序设计、开发和使用流程； 实验类型：综合 实验要求：必修 仪器设备：计算机 实验内容、方法、步骤：

编写一个简单的字符设备驱动程序，完成下列功能，并写出运行程序后输出的结果。 1）

编写简单的字符设备驱动程序，能够实现对虚拟设备int类型

变量的读写操作；

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2） 3）

编写Makefile文件，对驱动程序进行编译；

采用动态模块加载方式对驱动程序进行加载，并查看加载前后

效果； 4）

编写测试程序，对虚拟设备进行读写操作，对驱动程序功能进

行验证。 实验步骤：

1）使用如下命令创建驱动源程序文件进行编写。 vim globalvar.c

2）编写相应的Makefile文件。 vim Makefile

3）对驱动程序进行编译、调试，生成globalvar.o目标文件。 make(make clean)

4）加载驱动程序，并查看是否加载成功。 insmod globalvar.o cat /proc/devices

（卸载模块命令 rmmod globalvar）（注意：无后缀名） 5）编写测试文件globalvartest.c，并进行编译，生成

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globalvartest.o可执行文件。 6）创建虚拟设备文件。

mknod /dev/globalvar c 253 0

7）运行globalvartest.o，查看、记录并提交结果。 ./globalvartest.o 提交代码：

1）globalvar.c/globalvar.o 2）Makefile

3）globalvartest.c/globalvartest.o 4）测试结果（.jpg文件）

一．globalvar.c驱动程序 测试程序

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makefile文件

测试结果

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实验三

实验题目：并发控制及中断程序 实验目的：

（1）掌握linux内核中并发控制的方法，学会运用信号量/队列/自旋锁进行内核驱动程序中的并发控制；

（2）掌握中断处理机制原理，学会使用tasklet进行软中断处理。 实验类型：综合 实验要求：必修 仪器设备：计算机 实验内容、方法、步骤：

以简单的字符设备驱动程序globalvar为基础，编写程序完成下列功能，并写出运行程序后输出的结果。

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1） 在globalvar驱动程序中，使用自旋锁功能，进行设备打开操

作控制。实现已打开的设备不能再被其他用户和进程打开；并编写测试程序进行测试； 2）

在globalvar驱动程序中，使用信号量和队列功能，进行设备

读写操作控制。实现：a) 设备不能同时被两个及以上用户和进程打开; b) 且仅能先写入设备，才能进行读取设备操作；c) 编程测试程序进行功能测试； 3）

在globalvar驱动程序中，使用tasklet功能，进行中断处理

操作。实现在对设备进行写入操作后，通过中断处理方式，打印信息；并编写测试程序进行测试； 实验步骤： 一，基本操作

1）使用如下命令创建驱动源程序文件进行编写。 vim globalvar.c

2）编写相应的Makefile文件。 vim Makefile

3）对驱动程序进行编译、调试，生成globalvar.o目标文件。 make(make clean)

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4）加载驱动程序，并查看是否加载成功。 insmod globalvar.o cat /proc/devices

（卸载模块命令 rmmod globalvar）（注意：无后缀名）5）编写测试文件globalvartest.c，并进行编译，globalvartest.o可执行文件。 6）创建虚拟设备文件。

mknod /dev/globalvar c 253 0

7）运行globalvartest.o，查看、记录并提交结果。 ./globalvartest.o 二，自旋锁功能 1）定义及初始化：

包括头文件/asm/semaphore.h

static spinlock_t spin = SPIN_LOCK_UNLOCKED; static int count = 0; 2）获取自旋锁

成 生

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在globalvar_open()中获取自旋锁, spin_lock(&spin); 3）释放自旋锁

在globalvar_open()中释放自旋锁, if(count) {

spin_unlock(&spin); return –EBUSY; } count++;

spin_unlock(&spin);

4) 在globalvar_release()中， count--;

5) 测试MOD_INC_USE_COUNT/ MOD_DEC_USE_COUNT功能。 6）编写应用测试进行测试。

7）提交代码和测试结果（参照实验2方式）。 一. spin.c驱动程序

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测试程序

运行结果

解释代码

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三，信号量和队列功能 1）定义及初始化：

包括头文件/asm/semaphore.h 以及 /linux/wait.h static struct semaphore sem; static wait_queue_head_t outq; static int flag = 0; 初始化：

在globalvar_init(void)中

if(ret) ...

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else {

init_MUTEX(&sem);

init_waitqueue_head(&outq); … }

2）获取信号量和并判断是否加入队列 在globalvar_read()中获取

if(wait_event_interruptible(outq,flag != 0)) return –ERESTARTSYS;

if(down_interruptible(&sem)) return –ERESTARTSYS;

flag = 0; … up(&sem);