嵌入式Linux開發(fā)教程（下冊）

第1篇 嵌入式Linux內核驅動開發(fā) 第1章 Linux內核裁剪和定制………………………………………………………… 3 1.1 Linux內核開發(fā)簡介…………………………………………………………… 3 1.2 Linux源碼閱讀工具…………………………………………………………… 3 1.2.1 SourceInsight……………………………………………………………… 4 1.2.2 Eclipse ……………………………………………………………………… 6 1.2.3 Vim+ctags+cscope ……………………………………………………… 8 1.2.4 LXR ………………………………………………………………………… 8 1.3 Linux內核源碼………………………………………………………………… 10 1.3.1 目錄樹概覽………………………………………………………………… 10 1.3.2 快速確定主板關聯(lián)代碼…………………………………………………… 12 1.4 Linux內核中的Makefile文件………………………………………………… 14 1.4.1 頂層Makefile …………………………………………………………… 15 1.4.2 子目錄的Makefile ……………………………………………………… 16 1.5 Linux內核中的Kconfig文件………………………………………………… 17 1.5.1 Kconfig基本語法………………………………………………………… 17 1.5.2 配置項和配置開關………………………………………………………… 20 1.6 配置和編譯Linux內核……………………………………………………… 21 1.6.1 快速配置內核……………………………………………………………… 21 1.6.2 內核配置詳情……………………………………………………………… 23 1.6.3 編譯內核…………………………………………………………………… 32 1.6.4 運行內核…………………………………………………………………… 37 1.7 Linux內核裁剪實例…………………………………………………………… 38 1.7.1 GPIO子系統(tǒng)配置………………………………………………………… 38 1.7.2 LED子系統(tǒng)配置………………………………………………………… 39 1.7.3 串口配置…………………………………………………………………… 40 1.7.4 USBHost驅動配置……………………………………………………… 40 1.7.5 USBGadget驅動配置…………………………………………………… 42 1.7.6 SD/MMC驅動配置……………………………………………………… 43 1.7.7 網(wǎng)卡驅動配置……………………………………………………………… 44 1.7.8 NFSClient配置………………………………………………………… 45 1.7.9 PPP撥號配置…………………………………………………………… 45 1.7.10 MTD配置……………………………………………………………… 46 1.7.11 UBIFS文件系統(tǒng)配置…………………………………………………… 47 1.7.12 CAN 驅動配置…………………………………………………………… 47 1.8 EPC-28x平臺內核快速編譯………………………………………………… 48 第2章 Linux設備驅動基礎………………………………………………………… 49 2.1 Linux內核模塊………………………………………………………………… 49 2.1.1 Linux和模塊……………………………………………………………… 49 2.1.2 編寫內核模塊……………………………………………………………… 49 2.1.3 最簡單的內核模塊………………………………………………………… 53 2.1.4 帶參數(shù)的內核模塊………………………………………………………… 54 2.2 Linux設備……………………………………………………………………… 56 2.2.1 Linux設備和分類………………………………………………………… 56 2.2.2 設備節(jié)點和設備號………………………………………………………… 56 2.2.3 設備的注冊和注銷………………………………………………………… 60 2.3 Linux設備和驅動……………………………………………………………… 62 2.3.1 驅動在Linux中的地位………………………………………………… 62 2.3.2 驅動的基本要素…………………………………………………………… 62 2.3.3 驅動和應用程序的差別…………………………………………………… 63 2.3.4 驅動的入口和出口………………………………………………………… 63 2.3.5 支持udev設備管理方法………………………………………………… 65 2.3.6 設備驅動的操作方法……………………………………………………… 70 2.4 字符驅動框架…………………………………………………………………… 74 2.4.1 字符驅動框架……………………………………………………………… 74 2.4.2 測試程序…………………………………………………………………… 78 2.5 第一個完整意義上的驅動……………………………………………………… 80 2.5.1 ioctl命令………………………………………………………………… 80 2.5.2 內核空間的ioctl ………………………………………………………… 82 2.5.3 用戶空間的ioctl ………………………………………………………… 82 2.5.4 LED驅動范例…………………………………………………………… 82 2.6 內核/用戶空間的數(shù)據(jù)交換…………………………………………………… 88 2.6.1 檢查地址的合法性………………………………………………………… 88 2.6.2 往用戶空間傳遞數(shù)據(jù)……………………………………………………… 88 2.6.3 從用戶空間獲取數(shù)據(jù)……………………………………………………… 90 2.6.4 支持讀/寫的驅動范例…………………………………………………… 91 2.7 在驅動中使用中斷……………………………………………………………… 96 2.7.1 申請和釋放中斷…………………………………………………………… 96 2.7.2 中斷處理程序編寫………………………………………………………… 98 2.7.3 按鍵驅動…………………………………………………………………… 99 2.8 混雜設備驅動編程…………………………………………………………… 103 2.8.1 混雜設備和驅動………………………………………………………… 103 2.8.2 混雜設備驅動框架……………………………………………………… 104 2.9 I/O內存訪問………………………………………………………………… 107 2.9.1 靜態(tài)I/O映射…………………………………………………………… 107 2.9.2 動態(tài)I/O映射…………………………………………………………… 110 2.9.3 I/O內存訪問函數(shù)……………………………………………………… 110 2.10 Linux設備驅動模型………………………………………………………… 111 2.10.1 設 備…………………………………………………………………… 111 2.10.2 驅 動…………………………………………………………………… 113 2.10.3 總 線…………………………………………………………………… 114 2.10.4 類………………………………………………………………………… 115 2.11 平臺設備和驅動……………………………………………………………… 117 2.11.1 資 源…………………………………………………………………… 117 2.11.2 平臺設備………………………………………………………………… 119 2.11.3 平臺驅動………………………………………………………………… 122 2.11.4 平臺驅動與普通驅動的差異…………………………………………… 123 2.11.5 平臺驅動范例…………………………………………………………… 124 第3章 LED 子系統(tǒng)和驅動………………………………………………………… 131 3.1 LED子系統(tǒng)驅動簡介………………………………………………………… 131 3.2 LED子系統(tǒng)的分層結構……………………………………………………… 131 3.3 LED設備的實現(xiàn)……………………………………………………………… 132 3.4 i.MX28平臺的LED設備…………………………………………………… 135 第4章 GPIO 驅動…………………………………………………………………… 138 4.1 GPIOLIB簡介………………………………………………………………… 138 4.2 GPIOLIB的內核接口………………………………………………………… 138 4.3 GPIOLIB的實現(xiàn)方法………………………………………………………… 139 4.4 驅動示例……………………………………………………………………… 141 第5章 輸入子系統(tǒng)和按鍵驅動……………………………………………………… 149 5.1 輸入子系統(tǒng)…………………………………………………………………… 149 5.1.1 輸入子系統(tǒng)構成………………………………………………………… 149 5.1.2 各事件管理器詳解……………………………………………………… 152 5.1.3 設備驅動………………………………………………………………… 154 5.2 驅動實現(xiàn)……………………………………………………………………… 158 5.2.1 電路和原理……………………………………………………………… 158 5.2.2 按鍵驅動實現(xiàn)…………………………………………………………… 159 第6章 I2C總線和外設驅動………………………………………………………… 165 6.1 I2C子系統(tǒng)…………………………………………………………………… 165 6.1.1 I2C子系統(tǒng)的設計思路………………………………………………… 165 6.1.2 I2C子系統(tǒng)的實現(xiàn)……………………………………………………… 169 6.1.3 I2C子系統(tǒng)在/sys文件系統(tǒng)的信息…………………………………… 176 6.2 I2C驅動實現(xiàn)示例…………………………………………………………… 177 6.2.1 FM24C02A 驅動的設計思路…………………………………………… 177 6.2.2 添加FM24C02A 設備…………………………………………………… 178 6.2.3 實現(xiàn)FM24C02A 驅動…………………………………………………… 178 6.2.4 實現(xiàn)I2C驅動…………………………………………………………… 178 第7章 SPI總線和外設驅動………………………………………………………… 185 7.1 硬件連接……………………………………………………………………… 185 7.2 SPI驅動架構簡析…………………………………………………………… 185 7.2.1 SPI核心層……………………………………………………………… 186 7.2.2 SPI主控制器驅動層…………………………………………………… 186 7.2.3 SPI設備驅動層………………………………………………………… 187 7.2.4 SPI數(shù)據(jù)傳輸…………………………………………………………… 191 7.3 SPINORFlash驅動………………………………………………………… 193 7.3.1 驅動實現(xiàn)………………………………………………………………… 194 7.3.2 配置和編譯……………………………………………………………… 195 7.3.3 測試塊設備……………………………………………………………… 196 7.4 SPI數(shù)碼管顯示驅動………………………………………………………… 197 7.4.1 電路原理………………………………………………………………… 197 7.4.2 驅動實現(xiàn)………………………………………………………………… 198 7.4.3 驅動編譯和測試………………………………………………………… 202 第8章 UART和SC16IS752驅動…………………………………………………… 204 8.1 UART驅動簡析……………………………………………………………… 204 8.1.1 重要數(shù)據(jù)結構…………………………………………………………… 204 8.1.2 UART驅動API………………………………………………………… 208 8.2 SC16IS752芯片和電路原理………………………………………………… 210 8.2.1 SC16IS752芯片介紹…………………………………………………… 210 8.2.2 電路原理………………………………………………………………… 212 8.2.3 驅動移植思路…………………………………………………………… 212 8.3 I2C接口驅動實現(xiàn)…………………………………………………………… 212 8.3.1 定義i2c_device_id ……………………………………………………… 212 8.3.2 添加注冊I2C設備……………………………………………………… 213 8.3.3 I2C驅動實現(xiàn)…………………………………………………………… 214 8.4 UART相關驅動……………………………………………………………… 214 8.4.1 信息描述和數(shù)據(jù)結構…………………………………………………… 214 8.4.2 底層操作函數(shù)和實現(xiàn)…………………………………………………… 215 8.4.3 probe函數(shù)和實現(xiàn)……………………………………………………… 219 8.4.4 uart_ops函數(shù)和實現(xiàn)…………………………………………………… 221 8.4.5 中斷處理………………………………………………………………… 230 8.5 串口測試……………………………………………………………………… 234 第9章 SGTL5000聲卡驅動移植…………………………………………………… 235 9.1 背景交代……………………………………………………………………… 235 9.2 電路原理圖…………………………………………………………………… 235 9.3 驅動移植……………………………………………………………………… 237 9.3.1 引腳設置………………………………………………………………… 237 9.3.2 添加SGTL5000I2C設備……………………………………………… 238 9.3.3 配置和編譯……………………………………………………………… 239 9.3.4 修正播放音頻的問題…………………………………………………… 239 9.4 音頻接口操作………………………………………………………………… 242 第10章 AP6181無線網(wǎng)卡驅動移植……………………………………………… 247 10.1 硬件原理圖…………………………………………………………………… 247 10.2 驅動移植……………………………………………………………………… 248 10.2.1 修改引腳功能…………………………………………………………… 248 10.2.2 添加mmc設備………………………………………………………… 250 10.2.3 添加驅動源碼…………………………………………………………… 252 10.2.4 添加喚醒中斷…………………………………………………………… 252 10.2.5 添加上下電控制………………………………………………………… 253 10.2.6 修改內核配置文件……………………………………………………… 254 10.2.7 配置內核………………………………………………………………… 255 10.2.8 編譯內核、模塊驅動…………………………………………………… 256 10.3 使用網(wǎng)卡……………………………………………………………………… 256 10.3.1 加載驅動模塊…………………………………………………………… 256 10.3.2 連接到AP ……………………………………………………………… 257 第11章 SIM6320-PCIE3G模塊驅動移植…………………………………………… 260 11.1 驅動移植……………………………………………………………………… 260 11.1.1 添加驅動源碼…………………………………………………………… 260 11.1.2 配置內核………………………………………………………………… 260 11.2 PPP撥號上網(wǎng)……………………………………………………………… 262 第12章 嵌入式Linux和Bootloader ……………………………………………… 267 第13章 嵌入式Linux文件系統(tǒng)…………………………………………………… 290
第14章 Buildroot …………………………………………………………………… 301
第15章 OpenWRT ………………………………………………………………… 313
第3篇 產(chǎn)品化和創(chuàng)意
第16章 產(chǎn)品化和創(chuàng)意……………………………………………………………… 319 參考文獻 ……………………………………………………………………………… 334