Linux下SPI驱动测试程序
Linux下的SPI总线驱动（一）2013-04-12 15:08:46
分类：LINUX
版权所有，转载请说明转自一．SPI理论介绍
SPI总线全名，串行外围设备接口，是一种串行的主从接口，集成于很多微控制器内部。和I2C使用2根线相比，SPI总线使用4根线：MOSI (SPI 总线主机输出/ 从机输入)、MISO (SPI总线主机输入/从机输出)、SCLK(时钟信号，由主设备产生)、CS（从设备使能信号，由主设备控制）。由于SPI总线有专用的数据线用于数据的发送和接收，因此可以工作于全双工，当前市面上可以找到的SPI外围设备包括RF芯片、智能卡接口、E2PROM、RTC、触摸屏传感器、ADC。
SCLK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCLK 时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对SCLK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI 设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I2C 系统要稍微复杂一些。
二．SPI驱动移植
我们下面将的驱动的移植是针对Mini2440的SPI驱动的移植
Step1：在Linux Source Code中修改arch/arm/mach-s3c2440/文件，加入头文件：#include
#include <../mach-s3c2410/include/mach/>
然后加入如下代码：
static struct spi_board_info s3c2410_spi0_board[] =
{
[0] = {
.modalias = "spidev", us_num = 0, hip_select = 0, rq = IRQ_EINT9, ax_speed_hz = 500 * 1000,
in_cs = S3C2410_GPG(2),
.num_cs = 1, us_num = 0, pio_setup = s3c24xx_spi_gpiocfg_bus0_gpe11_12_13, odalias = "spidev",
.bus_num = 1,
.chip_select = 0,
.irq = IRQ_EINT2,
.max_speed_hz = 500 * 1000,
}
};
static struct s3c2410_spi_info s3c2410_spi1_platdata = {
.pin_cs = S3C2410_GPG(3),
.num_cs = 1,
.bus_num = 1,
.gpio_setup = s3c24xx_spi_gpiocfg_bus1_gpg5_6_7,
};
Step2:在mini2440_devices[]平台数组中添加如下代码：
&s3c_device_spi0,
&s3c_device_spi1,
Step3:最后在mini2440_machine_init函数中加入如下代码：
&s3c2410_spi0_platdata;
spi_register_board_info(s3c2410_spi0_board, ARRAY_SIZE(s3c2410_spi0_board)); &s3c2410_spi1_platdata;
spi_register_board_info(s3c2410_spi1_board, ARRAY_SIZE(s3c2410_spi1_board)); Step4:最后需要修改arch/arm/plat-s3c24xx/KConfig文件
找到
config S3C24XX_SPI_BUS0_GPE11_GPE12_GPE13
bool
help
SPI GPIO configuration code for BUS0 when connected to
GPE11, GPE12 and GPE13.
config S3C24XX_SPI_BUS1_GPG5_GPG6_GPG7
bool
help
SPI GPIO configuration code for BUS 1 when connected to
GPG5, GPG6 and GPG7.
修改为
config S3C24XX_SPI_BUS0_GPE11_GPE12_GPE13
bool "S3C24XX_SPI_BUS0_GPE11_GPE12_GPE13"
help
SPI GPIO configuration code for BUS0 when connected to
GPE11, GPE12 and GPE13.
config S3C24XX_SPI_BUS1_GPG5_GPG6_GPG7
bool "S3C24XX_SPI_BUS1_GPG5_GPG6_GPG7"
help
SPI GPIO configuration code for BUS 1 when connected to
GPG5, GPG6 and GPG7.
Step5:最后make menuconfig配置，选中System Type和SPI support相应文件
Step6：执行make生成zInage，将编译好的内核导入开发板，并且编译测试程序运行即可。
好了，我们的SPI驱动移植就做好了，我们可以编写SPI测试代码进行测试。
三．SPI设备和驱动的注册
在SPI子系统中，包含两类设备驱动。一类称之为.SPI主控设备驱动，用于驱动SPI主控设备，以和SPI总线交互，读写通信数据。另一类称之为SPI接口设备驱动，用于解析SPI主控设备驱动读取的数据，形成有意义的协议数据。下面我们就看看SPI主控设备的注册、SPI 主控设备驱动的注册、SPI接口设备的添加、SPI接口设备的注册、SPI接口设备驱动的注册五个过程。
主控设备的注册
我们在移植的Step3:最后在mini2440_machine_init函数中加入如下代码：
&s3c2410_spi0_platdata;
spi_register_board_info(s3c2410_spi0_board, ARRAY_SIZE(s3c2410_spi0_board));
&s3c2410_spi1_platdata;
spi_register_board_info(s3c2410_spi1_board, ARRAY_SIZE(s3c2410_spi1_board));
这里面的s3c_device_spi0其实定义在\arch\arm\plat-s3c24xx\中，跟踪下
static struct resource s3c_spi0_resource[] = {
[0] = {
.start = S3C24XX_PA_SPI,
.end = S3C24XX_PA_SPI + 0x1f,
.flags = IORESOURCE_MEM,
},
[1] = {
.start = IRQ_SPI0,
.end = IRQ_SPI0,
.flags = IORESOURCE_IRQ,
}
};
static u64 s3c_device_spi0_dmamask = 0xffffffffUL;
struct platform_device s3c_device_spi0 = {
.name = "s3c2410-spi",
.id = 0,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_spi0_resource),
.resource = s3c_spi0_resource,
.dev = {
.dma_mask = &s3c_device_spi0_dmamask,
.coherent_dma_mask = 0xffffffffUL
}
};
EXPORT_SYMBOL(s3c_device_spi0);
这样就能理解移植时添加&s3c2410_spi0_platdata代码，其实是把s3c2410_spi0_platdata作为平台设备的私有数据。在s3c_device_spi0中就包含了设备的寄存器地址，设备名称，设
备所产生的总线号，总线挂载的数目，及各种配置函数。然后由函数
platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));统一把2440所有设备进行注册。
然后看下这个platform_add_devices注册函数主要干了什么事情。在linux/drivers/base /中105行定义了这个函数。函数调用platform_device_register（）来进行注册。然后在platform_device_regisrer中调用device_initialize（pdev->dev）platform_device_add(pdev)这俩个函数，从函数名称上我们推断一个是初始化设备信息中的dev结构体，另一个是把这个设备增加到什么地方去。首先看初始化dev结构体。初看下初始化了kobj相关东西，初始化链表，同步锁，还有相关标志。然后看platform_device_add里面内容。把其中一个pdev->=& platform_bus_type (全局变量)至此我们基本可以确定了，这个设备属于platform_bus_type。所以这个设备的总线信息就知道了，但是总线还不知道这个设备，不过放心，在接下来的初始化过程中有一个函数bus_add_device，会让总线知道这个函数。这样至此我们就把一个设备注册完毕，初始化了一些我们能初始化的东西。结果之一是设备在总线上可以找到。SPI接口设备的添加
在移植的Step1中，曾经添加了如下代码
static struct spi_board_info s3c2410_spi0_board[] =
{
[0] = {
.modalias = "spidev", us_num = 0, hip_select = 0, rq = IRQ_EINT9, ax_speed_hz = 500 * 1000, //SPI的最大速率
}
};
上面结构体来填充SPI接口的设备信息，然后通过函数
spi_register_board_info(s3c2410_spi0_board,ARRAY_SIZE(s3c2410_spi0_board));注册。下面来跟踪下这个函数干了些什么事情。
int __init spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
{
struct boardinfo *bi;
bi = kmalloc(sizeof(*bi) + n * sizeof *info, GFP_KERNEL);
if (!bi)
return -ENOMEM;
bi->n_board_info = n;
//把s3c2410_spi0_board 的信息都拷贝到结构体
memcpy(bi->board_info, info, n * sizeof *info);
mutex_lock(&board_lock);
list_add_tail(&bi->list, &board_list);
mutex_unlock(&board_lock);
return 0;
}
在这个函数里面，是把s3c2410_spi0_board的信息都拷贝到结构体
struct boardinfo {
struct list_head list;
unsigned n_board_info;
struct spi_board_info board_info[0];
};这里使用编程技巧定义个元素为0的数组，目的是接收s3c2410_spi0_borad里面的不确定元素，因为事先不知道元素的多少。然后在系统编译的时候会把board_info的内存默认为0，所以赋值的时候还要自动申请内存。
memcpy(bi->board_info, info, n * sizeof *info);然后定义了同步锁，创建了链表。list_add_tail(&bi->list, &board_list);这部分好像就到这个地方了，系统把信息保存到一块内存中，我们可以通过全局变量board_list找到这块地方。
SPI主控设备驱动的注册
在文件中
static int __init s3c24xx_spi_init(void)
{
return platform_driver_probe(&s3c24xx_spi_driver, s3c24xx_spi_probe);
}
在platform_driver_probe中会调用platform_driver_register(drv);继续跟踪
int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)
{
drv-> = &platform_bus_type; //总线类型
if (drv->probe)
drv-> = platform_drv_probe;
if (drv->remove)
drv-> = platform_drv_remove;
if (drv->shutdown)
drv-> = platform_drv_shutdown;
return driver_register(&drv->driver);
}
看到没这个和SPI主控设备的注册过程中的最终挂接的总线类型是一致的。这样SPI主控设备和SPI主控驱动都要注册到同一个总线上，总线再根据名称一样来进行匹配。
SPI接口设备的注册
我们继续看在文件
在s3c24xx_spi_probe里面我们调用spi_bitbang_start(&hw->bitbang);这就是SPI接口驱动的注册。跟踪spi_bitbang_start函数，我们看到它调用了spi_register_master(bitbang->master);在函数spi_register_master()里面有一函数调用scan_boardinfo(master);用来扫描设备。static void scan_boardinfo(struct spi_master *master)
{
struct boardinfo *bi;
mutex_lock(&board_lock);
list_for_each_entry(bi, &board_list, list) { //通过board_list遍历链表，取得设备信息struct spi_board_info *chip = bi->board_info;
unsigned n;
for (n = bi->n_board_info; n > 0; n--, chip++) {
if (chip->bus_num != master->bus_num)
continue;
(void) spi_new_device(master, chip);
}
}
mutex_unlock(&board_lock);
}
我们跟踪scan_boardinfo中的spi_new_device函数发现，spi_new_device调用
spi_alloc_device，而在spi_alloc_device函数中有一句spi-> = &spi_bus_type;这说明该设备就
挂在全局变量spi_bus_type总线上了。然后在spi_new_device中调用spi_add_device函数，目的我们已经看到，最终SPI接口的设备注册到了spi_bus_type上了，如果把SPI接口设备的驱动也注册到这个总线上，然后根据名称进行匹配则device和driver就配对成功。
SPI接口设备驱动的注册
我们以的驱动为例，来追踪该驱动的注册
static int __init spidev_init(void)
{
int status;
BUILD_BUG_ON(N_SPI_MINORS > 256);
status = register_chrdev(SPIDEV_MAJOR, "spi", &spidev_fops); //注册字符设备
if (status < 0)
return status;
spidev_class = class_create(THIS_MODULE, "spidev");
if (IS_ERR(spidev_class)) {
unregister_chrdev(SPIDEV_MAJOR, PTR_ERR(spidev_class);
}
status = spi_register_driver(&spidev_spi); //注册SPI接口设备驱动
if (status < 0) {
class_destroy(spidev_class);
unregister_chrdev(SPIDEV_MAJOR, status;
}
我们跟踪下spi_register_driver
int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)
{
sdrv-> = &spi_bus_type;
if (sdrv->probe)
sdrv-> = spi_drv_probe;
if (sdrv->remove)
sdrv-> = spi_drv_remove;
if (sdrv->shutdown)
sdrv-> = spi_drv_shutdown;
return driver_register(&sdrv->driver);
}
好了，我们在spi_register_driver里看到了sdrv-> = &spi_bus_type;这说明我们的SPI设备驱动也接到了SPI总线上了，这个正好跟我们上面说的SPI接口设备的注册中提到的SPI设备也注册到SPI总线的，这样就可以通过驱动名匹配上了。
Linux网络设备驱动开发实验
实验三：Linux网络设备驱动开发实验 一、实验目的 读懂linux网络设备驱动程序例子，并且实际加载驱动程序，加载进操作系统以后，会随着上层应用程序的触发而执行相应动作，具体执行的动作可以通过代码进行改变。 ●读懂源码及makefile ●编译驱动程序 ●加载 ●多种形式触发动作 二、预备知识 熟悉linux驱动基本原理，能读懂简单的makefile。 三、实验预计时间 80-120分钟左右 四、驱动程序部分具体步骤 要求读懂一个最简单的驱动程序，在驱动程序的诸如“xxx_open”、“xxx_read”等标准接口里面加入打印语句。可参考多模式教学网上的驱动样例。 五、用于触发驱动动作的应用程序及命令 驱动程序就是以静态的标准接口库函数形式存在，网络设备驱动会受到两大类情况的触发，一种是linux里面的控制台里面的命令，另一种是套接口应用程序，首先要搞清都有哪些具体的命令和应用程序流程，应用程序参考多模式教学网的例子。 六、运行测试 提示：需要将驱动程序以dll加载进系统中，并且触发应用程序调用各种文件操作的接口函数，使得驱动有所动作，打印出相关信息。 1.编译驱动： cd /某某目录/vnetdev/ make clean make 2.加载驱动与打开网卡： insmod netdrv.ko
ifconfig vnet0 up 3.运行应用程序 ../raw 4.通过命令“修改网卡MTU”触发驱动执行动作： ifconfig vnet0 mtu 1222 5.显示内核打印： cat /var/log/messages 6.卸载： ifconfig vnet0 down rmmod netdrv.ko 7.修改代码中的某些函数中的打印信息，重新试验上述流程。 至此大家都应该真正理解和掌握了驱动程序-操作系统-应用程序的三者联动机制。 七、实验结果 由图可知能正常加载网卡驱动，并且能够打印调试信息。
spiFLASH芯片WQ的单片机驱动代码
spiFLASH芯片WQ的单片机驱动代码 #include "w25q80.h" // 注：W25Q80由256 BYTE 组成一个PAGE，不可PGAE擦除，可以进行BYTE PROGRAM 或者PAGE PROGRAM // 由16 PAGE 组成一个SECTOR，可SECTOR擦除 // 由16 SECTOR组成一个BLOCK，可BLOCK 擦除 // 由16 BLOCK 组成一个FULL MEMEORY，可FULL MEMORY 擦除 // 所以，总容量是1M bytes // W25Q80主要命令字 #define READ_ARRAY 0x03 #define SECTOR_ERASE 0x20 #define BYTE_OR_PAGE_PROGRAM 0x02 #define WRITE_ENABLE 0x06 #define WRITE_DISABLE 0x04 #define READ_STATUS_REGISTER 0x05 #define Manufacturer_DeviceID 0x9F // 定义W25Q80的CS脚对应MCU的IO #define W25Q80_CS P1_2 // SPI硬件初始化 void Spi_Init(void) { PERCFG |= 0x02; // SPI1映射到P1口 P1SEL |= 0xE0; // P15~P17作复用功能(clk mosi miso) P1SEL &= ~0x04; // P12作GPIO P1DIR |= 0x04; // P12作输出 P1_2 = 1; // P12输出高电平 U1CSR &= ~0xA0; // SPI主方式 U1GCR &= ~0xC0; // CPOL=0 CPHA=0 U1GCR |= 0x20; // MSB U1BAUD = 0; // 波特率设为sysclk/8 U1GCR |= 0x11;
Linux设备驱动程序举例
Linux设备驱动程序设计实例2007-03-03 23:09 Linux系统中，设备驱动程序是操作系统内核的重要组成部分，在与硬件设备之间 建立了标准的抽象接口。通过这个接口，用户可以像处理普通文件一样，对硬件设 备进行打开(open)、关闭(close)、读写(read/write)等操作。通过分析和设计设 备驱动程序，可以深入理解Linux系统和进行系统开发。本文通过一个简单的例子 来说明设备驱动程序的设计。 1、程序清单 //MyDev.c 2000年2月7日编写 #ifndef __KERNEL__ #define __KERNEL__//按内核模块编译 #endif #ifndef MODULE #define MODULE//设备驱动程序模块编译 #endif #define DEVICE_NAME "MyDev" #define OPENSPK 1 #define CLOSESPK 2 //必要的头文件 #include
linux驱动程序的编写
linux驱动程序的编写 一、实验目的 1.掌握linux驱动程序的编写方法 2.掌握驱动程序动态模块的调试方法 3.掌握驱动程序填加到内核的方法 二、实验内容 1. 学习linux驱动程序的编写流程 2. 学习驱动程序动态模块的调试方法 3. 学习驱动程序填加到内核的流程 三、实验设备 PentiumII以上的PC机，LINUX操作系统，EL-ARM860实验箱 四、linux的驱动程序的编写 嵌入式应用对成本和实时性比较敏感，而对linux的应用主要体现在对硬件的驱动程序的编写和上层应用程序的开发上。 嵌入式linux驱动程序的基本结构和标准Linux的结构基本一致，也支持模块化模式，所以，大部分驱动程序编成模块化形式，而且，要求可以在不同的体系结构上安装。linux是可以支持模块化模式的，但由于嵌入式应用是针对具体的应用，所以，一般不采用该模式，而是把驱动程序直接编译进内核之中。但是这种模式是调试驱动模块的极佳方法。 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节,这样在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作。同时,设备驱动程序是内核的一部分,它完成以下的功能:对设备初始化和释放;把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据;读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据;检测和处理设备出现的错误。在linux操作系统下有字符设备和块设备，网络设备三类主要的设备文件类型。 字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读写请求时,实际的硬件I/O一般就紧接着发生了;块设备利用一块系统内存作为缓冲区,当用户进程对设备请求满足用户要求时,就返回请求的数据。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的,以免耗费过多的CPU时间来等待。 1 字符设备驱动结构 Linux字符设备驱动的关键数据结构是cdev和file_operations结构体。
Linux驱动程序工作原理简介
Linux驱动程序工作原理简介 一、linux驱动程序的数据结构 (1) 二、设备节点如何产生？ (2) 三、应用程序是如何访问设备驱动程序的？ (2) 四、为什么要有设备文件系统？ (3) 五、设备文件系统如何实现？ (4) 六、如何使用设备文件系统？ (4) 七、具体设备驱动程序分析 (5) 1、驱动程序初始化时，要注册设备节点，创建子设备文件 (5) 2、驱动程序卸载时要注销设备节点，删除设备文件 (7) 参考书目 (8) 一、linux驱动程序的数据结构 设备驱动程序实质上是提供一组供应用程序操作设备的接口函数。 各种设备由于功能不同，驱动程序提供的函数接口也不相同，但linux为了能够统一管理，规定了linux下设备驱动程序必须使用统一的接口函数file_operations 。 所以，一种设备的驱动程序主要内容就是提供这样的一组file_operations 接口函数。 那么，linux是如何管理种类繁多的设备驱动程序呢？ linux下设备大体分为块设备和字符设备两类。 内核中用2个全局数组存放这2类驱动程序。 #define MAX_CHRDEV 255 #define MAX_BLKDEV 255 struct device_struct { const char * name; struct file_operations * fops; }; static struct device_struct chrdevs[MAX_CHRDEV]; static struct { const char *name; struct block_device_operations *bdops; } blkdevs[MAX_BLKDEV]; //此处说明一下，struct block_device_operations是块设备驱动程序内部的接口函数，上层文件系统还是通过struct file_operations访问的。
一个简单的演示用的Linux字符设备驱动程序.
实现如下的功能: --字符设备驱动程序的结构及驱动程序需要实现的系统调用 --可以使用cat命令或者自编的readtest命令读出"设备"里的内容 --以8139网卡为例,演示了I/O端口和I/O内存的使用 本文中的大部分内容在Linux Device Driver这本书中都可以找到, 这本书是Linux驱动开发者的唯一圣经。 ================================================== ===== 先来看看整个驱动程序的入口,是char8139_init(这个函数 如果不指定MODULE_LICENSE("GPL", 在模块插入内核的 时候会出错,因为将非"GPL"的模块插入内核就沾污了内核的 "GPL"属性。 module_init(char8139_init; module_exit(char8139_exit; MODULE_LICENSE("GPL"; MODULE_AUTHOR("ypixunil"; MODULE_DESCRIPTION("Wierd char device driver for Realtek 8139 NIC"; 接着往下看char8139_init( static int __init char8139_init(void {
int result; PDBG("hello. init.\n"; /* register our char device */ result=register_chrdev(char8139_major, "char8139", &char8139_fops; if(result<0 { PDBG("Cannot allocate major device number!\n"; return result; } /* register_chrdev( will assign a major device number and return if it called * with "major" parameter set to 0 */ if(char8139_major == 0 char8139_major=result; /* allocate some kernel memory we need */ buffer=(unsigned char*(kmalloc(CHAR8139_BUFFER_SIZE, GFP_KERNEL; if(!buffer { PDBG("Cannot allocate memory!\n"; result= -ENOMEM;
spi驱动代码
#include "spi.h" ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //以下是SPI模块的初始化代码，配置成主机模式，访问SD Card/W25Q64/NRF24L01 //SPI口初始化 //这里针是对SPI2的初始化 void SPI2_Init(void) { RCC->APB2ENR|=1<<3; //PORTB时钟使能 RCC->APB1ENR|=1<<14; //SPI2时钟使能 //这里只针对SPI口初始化 GPIOB->CRH&=0X000FFFFF; GPIOB->CRH|=0XBBB00000; //PB13/14/15复用 GPIOB->ODR|=0X7<<13; //PB13/14/15上拉 SPI2->CR1|=0<<10; //全双工模式 SPI2->CR1|=1<<9; //软件nss管理 SPI2->CR1|=1<<8; SPI2->CR1|=1<<2; //SPI主机 SPI2->CR1|=0<<11; //8bit数据格式 SPI2->CR1|=1<<1; //空闲模式下SCK为1 CPOL=1 SPI2->CR1|=1<<0; //数据采样从第二个时间边沿开始,CPHA=1 //对SPI2属于APB1的外设.时钟频率最大为36M. SPI2->CR1|=3<<3; //Fsck=Fpclk1/256 SPI2->CR1|=0<<7; //MSBfirst SPI2->CR1|=1<<6; //SPI设备使能 SPI2_ReadWriteByte(0xff);//启动传输 } //SPI2速度设置函数 //SpeedSet:0~7 //SPI速度=fAPB1/2^(SpeedSet+1) //APB1时钟一般为36Mhz void SPI2_SetSpeed(u8 SpeedSet) { SpeedSet&=0X07; //限制范围 SPI2->CR1&=0XFFC7; SPI2->CR1|=SpeedSet<<3; //设置SPI2速度 SPI2->CR1|=1<<6; //SPI设备使能 } //SPI2 读写一个字节
linux字符设备驱动课程设计报告
一、课程设计目的 Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用，但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序，特别是由于工程应用中的灵活性，其驱动程序更是难以统一，这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。对用户而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。 通过这次课程设计可以了解linux的模块机制，懂得如何加载模块和卸载模块，进一步熟悉模块的相关操作。加深对驱动程序定义和设计的了解，了解linux驱动的编写过程，提高自己的动手能力。 二、课程设计内容与要求 字符设备驱动程序 1、设计目的：掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法，了解设备文件的创建，并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作 2、设计要求： 1) 编写一个简单的字符设备驱动程序，该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。 2) 编写一个测试程序，测试字符设备驱动程序的正确性。 3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。 三、系统分析与设计 1、系统分析 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能: 1、对设备初始化和释放； 2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4、检测和处理设备出现的错误。 字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口，主要包括op e n、clo s e（或r ele as e）、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。在系统中添加一个字符设备驱动程序，实际上就是给上述操作添加对应的代码。对于字符设备和块设备，L i n u x内核对这些操作进行了统一的抽象，把它们定义在结构体fi le_operations中。 2、系统设计： 、模块设计：
LINUX字符设备驱动编写基本流程
---简介 Linux下的MISC简单字符设备驱动虽然使用简单，但却不灵活。 只能建立主设备号为10的设备文件。字符设备比较容易理解，同时也能够满足大多数简 单的硬件设备,字符设备通过文件系统中的名字来读取。这些名字就是文件系统中的特 殊文件或者称为设备文件、文件系统的简单结点，一般位于/dev/目录下使用ls进行查 看会显示以C开头证明这是字符设备文件crw--w---- 1 root tty 4, 0 4月 14 11:05 tty0。 第一个数字是主设备号，第二个数字是次设备号。 ---分配和释放设备编号 1)在建立字符设备驱动时首先要获取设备号，为此目的的必要的函数是 register_chrdev_region,在linux/fs.h中声明：int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);first是你想 要分配的起始设备编号，first的次编号通常是0，count是你请求的连续设备编号的 总数。count如果太大会溢出到下一个主设备号中。name是设备的名字，他会出现在 /proc/devices 和sysfs中。操作成功返回0，如果失败会返回一个负的错误码。 2)如果明确知道设备号可用那么上一个方法可行，否则我们可以使用内核动态分配的设 备号int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned int firstminor,unsigned int count, char *name);dev是个只输出的参数，firstminor请求的第一个要用的次编号， count和name的作用如上1)对于新驱动，最好的方法是进行动态分配 3)释放设备号，void unregister_chrdev_region(dev_t first unsigned int count); ---文件操作file_operations结构体，内部连接了多个设备具体操作函数。该变量内部 的函数指针指向驱动程序中的具体操作，没有对应动作的指针设置为NULL。 1)fops的第一个成员是struct module *owner 通常都是设置成THIS_MODULE。 linux/module.h中定义的宏。用来在他的操作还在被使用时阻止模块被卸载。 2)loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);该方法用以改变文件中的当前读/ 写位置 返回新位置。 3)ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);该函数用 以从设备文件 中读取数据，读取成功返回读取的字节数。
关于使用STM32硬件SPI驱动NRF24L01
关于使用STM32硬件SPI驱动NRF24L01+ 今天是大年初一总算有时间做点想做很久的事了，说到NRF2401可能很多电子爱好者都有用过或是软件模拟驱动又或是用单片机自带的硬件SPI来驱动，但不管是用哪种方法来驱动我想都在调试方面耗费了不少的时间（可能那些所谓的电子工程师不会出现这种情况吧！）网上的资料确实很多，但大多数都并没有经过发贴人认真测试过，有的只是理论上可以行的通但上机测试只能说是拿回来给他修改。本文作者也是经过无助的多少天才算是调试成功了（基于STM32硬件SPI，软件模拟的以前用51单片机已经调通了今天就不准备再拿来讲了，当然如果以后有朋友有需要也可以告诉我，我也可以重新写一篇关于51的驱动的只要有时间是没有问题的。)因为我用的是STM32F103C8T6的系统而且是刚接触不知道别的系统和我用的这个系统有多大的差别所以我不会整个代码全贴上来就完事了，我将就着重思路配合代码写出来，这样对于刚接触单片机的朋友会有很好的作用，但是还有一点请大家要原谅，可能会存在一些说的不好的地方，毕竟我没有经过正规渠道系统地学习过电子知识，对于前辈来说存在这样那样的问题不可避免的，在此也希望大家指教！ 贴个图先：
NRF2401+的资料大家上网查一下，我输字的速度有点不好说！下面我来说一下整个调试流程吧 1.先把STM32串口一调通（因为我不知道STM32 I/O口不知可不可以像51那样并口输出数据，如果可以那就更方便啰）。 2.与NRF2401建立起通信（这个才是问题的关键）；
3.利用读NRF2401的一个状态寄存器（STATUS）的值并通过串口发送到PC后通过51下载软件的串口助手显示出来（如果你用液晶来调试那你太有才了，你液晶和NRF2401存在牵连可能就会给寻找不成功的原因造成困难，而且还有不少硬件工作要做）在这说一下本文只调试发送程序，致于接收只改一个程序参数就行了。 我们先来调试STM32F103C8T6的串口1吧（也就是USART1）！它是STM32F103C8T6的片上外设之一，使用它时相对来说简单了不少。首先我要说一下我们要使用STM32的片上外设那么我们必须先对其进行初始化，实际上就是经过这段初始化代码让外设根据我们的要求来工作： void USART1_AllInit(void)//意思是USART1的所有初始化工作，我的英文不好所以可能涵数名可能也不怎么规范 { RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟，它是在APB2这条总线上的 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//使能GPIOA时钟，它也是在APB2这条总线上的，因为USART1要用到GPIOA的端口所以也要初始化 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE)； GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
一个简单字符设备驱动实例
如何编写Linux设备驱动程序 Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本文是在编写一块多媒体卡编制的驱动程序后的总结，获得了一些经验，愿与Linux fans共享，有不当之处，请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能： 1）对设备初始化和释放； 2）把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； 3）读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据； 4）检测和处理设备出现的错误。 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型，一种是字符设备，另一种是块设备。字符设备和块设备的主要区别是：在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作。块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道。每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还是块设备。另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们。设备文件的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度。也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作。如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck。 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备
linux 驱动程序开发
1 什么是驱动 a)裸板驱动 b)有系统驱动linux 将驱动封装了一套框架（每个驱动） c)大量和硬件无关的代码已写好只需要编程实现和硬件相关的代码 d)难点：框架的理解代码的理解 e)需要三方面的知识： i.硬件相关的知识 1.电路原理图 2.芯片的数据手册 3.总线协议rs232 i2c等 ii.内核的知识 1.内核驱动属于内核的一部分，它运行在内核态需要对内核知识有了解 2.内存管理 3.解决竞争状态（如上锁） 4.。。。 iii.驱动框架的知识 1.内核中已经实现了大量硬件驱动完成了驱动的框架编程只需要根据硬 件进行添加 2 搭建linux驱动开发工具 a)安装交叉编译环境 i.arm-linux-gcc uboot PATH b)移植uboot c)移植内核 d)制作根文件系统然后通过nfs方式让开发板可以加载 3 内核驱动开发的基本知识 a)如何学驱动编程？ i.最好的老师就是内核源码（没有man 功能） 1.要是用某个函数就去查看某个函数的定义注释 2.查看内核中其他模块儿时如何使用该函数的 3.专业书籍： a)内核开发：linux内核的设计与实现机械工程出版社 b)驱动开发：圣经级别的-LDD3：LINUX DEVICE c)操作性别叫强的：精通linux设备驱动程序开发
关于linux内核： 1）linux内核中所使用的函数都是自身实现的它肯定不会调用c库中的函数 2）linux中代码绝大多数代码时gun c语言完成的不是标准c语言可以理解为标c的扩展版和少部分汇编 需要注意的问题： 1）内核态不能做浮点数运算 2）用户空间的每个进程都有独立的0-3G的虚拟空间 多个进程共享同一个内核 内核使用的地址空间为3G-4G 3）每个线程有独立的栈空间 4 写一个最简单的内核模块儿（因为驱动时内核的一个模块套路都一样） a)几个宏 i.__FUNCTION__:展开为所在函数的名称 ii.__LINE__:展开为printk所在的行号 iii.__DATE__:展开为编译程序的日期 b)通用头文件 i.#include
51单片机spi驱动sd卡程序
AT89C52单片机驱动SD卡系统设计 本文详细阐述了用AT89C52单片机对SD卡进行操作的过程，提出了一种不带SD卡控制器，MCU读写SD卡的方法，实现了SD卡在电能监测及无功补偿数据采集系统中的用途。 长期以来，以Flash Memory为存储体的SD卡因具备体积小、功耗低、可擦写以及非易失性等特点而被广泛应用于消费类电子产品中。特别是近年来，随着价格不断下降且存储容量不断提高，它的应用范围日益增广。当数据采集系统需要长时间地采集、记录海量数据时，选择SD卡作为存储媒质是开发者们一个很好的选择。在电能监测以及无功补偿系统中，要连续记录大量的电压、电流、有功功率、无功功率以及时间等参数，当单片机采集到这些数据时可以利用SD作为存储媒质。本文主要介绍了SD卡在电能监测及无功补偿数据采集系统中的应用方案 设计方案 应用AT89C52读写SD卡有两点需要注意。首先，需要寻找一个实现AT89C52单片机与SD卡通讯的解决方案；其次，SD卡所能接受的逻辑电平与AT89C52提供的逻辑电平不匹配，需要解决电平匹配问题 通讯模式 SD卡有两个可选的通讯协议：SD模式和SPI模式。SD模式是SD卡标准的读写方式，但是在选用SD模式时，往往需要选择带有SD卡控制器接口的MCU，或者必须加入额外的SD卡控制单元以支持SD卡的读写。然而，AT89C52单片机没有集成SD卡控制器接口，若选用SD模式通讯就无形中增加了产品的硬件成本。在SD卡数据读写时间要求不是很严格的情况下，选用SPI模式可以说是一种最佳的解决方案。因为在SPI模式下，通过四条线就可以完成所有的数据交换，并且目前市场上很多MCU都集成有现成的SPI接口电路，采用SPI模式对SD卡进行读写操作可大大简化硬件电路的设计。 虽然AT89C52不带SD卡硬件控制器，也没有现成的SPI接口模块，但是可以用软件模拟出SPI总线时序。本文用SPI总线模式读写SD卡。 电平匹配 SD卡的逻辑电平相当于3.3V TTL电平标准，而控制芯片AT89C52的逻辑电平为5V CMOS电平标准。因此，它们之间不能直接相连，否则会有烧毁SD卡的可能。出于对安全工作的考虑，有必要解决电平匹配问题。 要解决这一问题，最根本的就是解决逻辑器件接口的电平兼容问题，原则主要有两条：一为输出电平器件输出高电平的最小电压值，应该大于接收电平器件识别为高电平的最低电压值；另一条为输出电平器件输出低电平的最大电压值，应该小于接收电平器件识别为低电平的最高电压值。 一般来说，通用的电平转换方案是采用类似SN74ALVC4245的专用电平转换芯片，这类芯片不仅可以用作升压和降压，而且允许两边电源不同步。但是，这个方案代价相对昂贵，而且一般的专用电平转换芯片都是同时转换8路、16路或者更多路数的电平，相对本系统仅仅需要转换3路来说是一种资源的浪费。 考虑到SD卡在SPI协议的工作模式下，通讯都是单向的，于是在单片机向
linux应用程序开发实验报告3
实验报告 学生姓名：白迪学生学号：222014********* 日期：2016年11月15日与11月29日 院（系）：计算机与信息科学学院软件学院专业（班级）：网络工程实验题目：终端驱动属性编程及利用属性特性的应用程序编程 一. 实验目的 掌握终端驱动属性的特殊功能，掌握终端驱动属性的显示与修改方法编程，掌握利用终端驱动属性的特属性编写需要特殊功能的应用程序技巧。 二. 实验原理 三. 实验器材 安装有Windows操作系统PC机一台，实验环境为LINUX虚拟机(包含gcc 与gdb). 四. 实验分析与设计 补全终端设备属性位与控制字符的信息输出: Main函数
Flags的补充 显示flags函数
Setecho函数，设置echo的状态位Echostate函数。显示echo状态 Setecho函数
忽略特殊的一些按键，CTRL+C、CTRL+\，不能一直阻塞等待键盘输入，设置等待一定的时间的非阻塞。 预处理 Main函数 Tty—mode set_nodelay_mode()//没阻塞 set_nobuf_noecho_mode()//没回显，没缓冲
Getresponse（） 中断处理函数 五. 实验结果 属性位与控制字符的信息输出
stty控制字符的修改功能,setecho 忽略特殊的一些按键，CTRL+C、CTRL+\，不能一直阻塞等待键盘输入，设置等待一定的时间的非阻塞。当按下的键不是y或者n就显示f。 六. 实验心得 通过本次试验中对终端文件更加的了解了，还学会了对中断文件的一些基本的设置，前面的实验做起来就是一些验证比较简单，但是收获很大，最后一个做的时候先看过书后，自己编写的，调试过程中总是出错，做到最后跟书上的代码比较发现自己的代码跟书上比差了好远，修改了很多，自己用的是Redhat5，cc—
linux简单的gpio驱动实例
今天完成了嵌入式linux的第一个驱动的编写和测试，虽然是个简单的程序，但是麻雀虽小，五脏俱全，希望可以给刚开始接触驱动编写的人一些提示，共同进步。 源代码： 分析如下： 下面是我的驱动程序： #include
Linux设备驱动程序说明介绍
Linux设备驱动程序简介 Linux是Unix操作系统的一种变种，在Linux下编写驱动程序的原理和思想完全类似于其他的Unix系统，但它dos或window环境下的驱动程序有很大的区别。在Linux环境下设计驱动程序，思想简洁，操作方便，功能也很强大，但是支持函数少，只能依赖kernel 中的函数，有些常用的操作要自己来编写，而且调试也不方便。本人这几周来为实验室自行研制的一块多媒体卡编制了驱动程序，获得了一些经验，愿与Linux fans共享，有不当之处，请予指正。 以下的一些文字主要来源于khg，johnsonm的Write linux device driver，Brennan's Guide to Inline Assembly，The Linux A-Z，还有清华BBS上的有关device driver的一些资料. 这些资料有的已经过时，有的还有一些错误，我依据自己的试验结果进行了修正. 一、Linux device driver 的概念 系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口.设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作.设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能: 1.对设备初始化和释放. 2.把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据. 3.读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据. 4.检测和处理设备出现的错误. 在Linux操作系统下有两类主要的设备文件类型，一种是字符设备，另一种是块设备.字符设备和块设备的主要区别是:在对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，块设备则不然，它利用一块系统内存作缓冲区，当用户进程对设备请求能满足用户的要求，就返回请求的数据，如果不能，就调用请求函数来进行实际的I/O操作.块设备是主要针对磁盘等慢速设备设计的，以免耗费过多的CPU时间来等待. 已经提到，用户进程是通过设备文件来与实际的硬件打交道.每个设备文件都都有其文件属性(c/b)，表示是字符设备还蔤强樯璞?另外每个文件都有两个设备号，第一个是主设备号，标识驱动程序，第二个是从设备号，标识使用同一个设备驱动程序的不同的硬件设备，比如有两个软盘，就可以用从设备号来区分他们.设备文件的的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号一致，否则用户进程将无法访问到驱动程序. 最后必须提到的是，在用户进程调用驱动程序时，系统进入核心态，这时不再是抢先式调度.也就是说，系统必须在你的驱动程序的子函数返回后才能进行其他的工作.如果你的驱动程序陷入死循环，不幸的是你只有重新启动机器了，然后就是漫长的fsck. 读/写时，它首先察看缓冲区的内容，如果缓冲区的数据 如何编写Linux操作系统下的设备驱动程序 二、实例剖析 我们来写一个最简单的字符设备驱动程序。虽然它什么也不做，但是通过它可以了解Linux的设备驱动程序的工作原理.把下面的C代码输入机器，你就会获得一个真正的设备驱动程序.不过我的kernel是2.0.34，在低版本的kernel上可能会出现问题，我还没测试过. [code]#define __NO_VERSION__
Linux设备驱动程序学习(18)-USB 驱动程序(三)
Linux设备驱动程序学习（18）－USB 驱动程序（三） (2009-07-14 11:45) 分类：Linux设备驱动程序 USB urb （USB request block） 内核使用2.6.29.4 USB 设备驱动代码通过urb和所有的 USB 设备通讯。urb用 struct urb 结构描述（include/linux/usb.h ）。 urb以一种异步的方式同一个特定USB设备的特定端点发送或接受数据。一个USB 设备驱动可根据驱动的需要，分配多个 urb 给一个端点或重用单个 urb 给多个不同的端点。设备中的每个端点都处理一个 urb 队列, 所以多个 urb 可在队列清空之前被发送到相同的端点。 一个 urb 的典型生命循环如下: （1）被创建； （2）被分配给一个特定 USB 设备的特定端点； （3）被提交给 USB 核心； （4）被 USB 核心提交给特定设备的特定 USB 主机控制器驱动； （5）被 USB 主机控制器驱动处理, 并传送到设备； （6）以上操作完成后，USB主机控制器驱动通知 USB 设备驱动。 urb 也可被提交它的驱动在任何时间取消；如果设备被移除，urb 可以被USB 核心取消。urb 被动态创建并包含一个内部引用计数，使它们可以在最后一个用户释放它们时被自动释放。 struct urb
struct list_head urb_list;/* list head for use by the urb's * current owner */ struct list_head anchor_list;/* the URB may be anchored */ struct usb_anchor *anchor; struct usb_device *dev;/* 指向这个 urb 要发送的目标 struct usb_device 的指针,这个变量必须在这个 urb 被发送到 USB 核心之前被USB 驱动初始化.*/ struct usb_host_endpoint *ep;/* (internal) pointer to endpoint */ unsigned int pipe;/* 这个 urb 所要发送到的特定struct usb_device 的端点消息,这个变量必须在这个 urb 被发送到 USB 核心之前被 USB 驱动初始化.必须由下面的函数生成*/ int status;/*当 urb开始由 USB 核心处理或处理结束, 这个变量被设置为 urb 的当前状态. USB 驱动可安全访问这个变量的唯一时间是在 urb 结束处理例程函数中. 这个限制是为防止竞态. 对于等时 urb, 在这个变量中成功值(0)只表示这个 urb 是否已被去链. 为获得等时 urb 的详细状态, 应当检查 iso_frame_desc 变量. */ unsigned int transfer_flags;/* 传输设置*/ void*transfer_buffer;/* 指向用于发送数据到设备(OUT urb)或者从设备接收数据(IN urb)的缓冲区指针。为了主机控制器驱动正确访问这个缓冲, 它必须使用 kmalloc 调用来创建, 不是在堆栈或者静态内存中。对控制端点, 这个缓冲区用于数据中转*/ dma_addr_t transfer_dma;/* 用于以 DMA 方式传送数据到 USB 设备的缓冲区*/ int transfer_buffer_length;/* transfer_buffer 或者 transfer_dma 变量指向的缓冲区大小。如果这是 0, 传送缓冲没有被 USB 核心所使用。对于一个 OUT 端点, 如果这个端点大小比这个变量指定的值小, 对这个USB 设备的传输将被分成更小的块，以正确地传送数据。这种大的传送以连续的 USB 帧进行。在一个 urb 中提交一个大块数据, 并且使 USB 主机控制器去划分为更小的块, 比以连续地顺序发送小缓冲的速度快得多*/
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