51单片机我们在大学都学过&＃xff0c;51也是我们一个嵌入式接触的第一个处理器&＃xff0c;它的结构不算复杂。我们学习51单片机&＃xff0c;我们可以清楚的说出51单片机中的资源&＃xff0c;累加器A和B&＃xff0c;程序状态寄存器&＃xff0c;程序计数器&＃xff0c;6个中断源&＃xff0c;r0-r7工作寄存器等等&＃xff0c;其实arm处理器也可以说是一个单片机&＃xff0c;只不过它的速度更快&＃xff0c;寄存器更多了些&＃xff0c;位数多了些(32位)&＃xff0c;分了几种工作模式&＃xff0c;指令多了些等等&＃xff0c;不过只要我们有51的学习经验&＃xff0c;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&＃xff0c;希望把所有的东西都知道&＃xff0c;弄清楚里面的结构&＃xff0c;这个是不可能的&＃xff0c;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&＃xff0c;而不是教材&＃xff0c;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&＃xff0c;三星在写手册的时候也有偷工减料的地方&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;以前写过关于裸机LED的小程序&＃xff0c;那个小程序只是一个简单的GPIO的操作&＃xff0c;不过对于刚入门的初学者来说&＃xff0c;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&＃xff0c;arm运行之前要先初始化&＃xff0c;上次我们直接是在启动uboot启动后运行的我们的led程序&＃xff0c;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&＃xff0c;arm的基本内容主要包括中断响应过程&＃xff0c;arm指令集&＃xff0c;存储器结构和汇编语言的程序结构&＃xff0c;并没有比51更多多的内容&＃xff0c;从这几方面去学习arm&＃xff0c;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&＃xff0c;太神秘&＃xff0c;就像我们没有接触单片机之前&＃xff0c;我们并不知道什么是单片机&＃xff0c;也不知道单片机能做什么&＃xff0c;当我们学完之后&＃xff0c;我们感觉其实也没什么难的。Arm也是一样的&＃xff0c;我建议初学者买本关于arm入门的书&＃xff0c;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&＃xff0c;这本书讲的很基础&＃xff0c;引领我们从51过渡到ARM,很多的地方都是讲51和ARM的对比&＃xff0c;让我们看完之后&＃xff0c;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&＃xff0c;因为那个很长&＃xff0c;也不好记&＃xff0c;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&＃xff0c;操作系统(Operating System&＃xff0c;简称OS)是管理电脑硬件与软件资源的程序&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;关于操作系统很多我前辈都推荐我们先学ucos&＃xff0c;可以说麻雀虽小五脏俱全&＃xff0c;代码量少&＃xff0c;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&＃xff0c;我们大概了解arm的体系结构就可以了&＃xff0c;就像学习51的时候用C语言编程&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;只不过这个软件管理我们的资源&＃xff0c;调度任务&＃xff0c;管理内存&＃xff0c;管理中断等。Linux是一个多任务&＃xff0c;多用户的一个网络操作系统&＃xff0c;一台linux机器可以同时运行不同用户的多个任务&＃xff0c;一个cpu怎么来实现呢&＃xff1f;我们可以听歌的同时也可以浏览网页&＃xff0c;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&＃xff0c;轮换着让cpu去执行&＃xff0c;只不过这个速度太快了&＃xff0c;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”&＃xff0c;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&＃xff0c;内部是怎么样的结构&＃xff0c;也不要一开始就拿一本linux内核详解来看&＃xff0c;整天翻着天书&＃xff0c;看不到100页就看不下去了。由浅入深&＃xff0c;从简单到复杂&＃xff0c;慢慢的我们就会知道什么是linux了&＃xff0c;时机到了&＃xff0c;不用怎么去看就已经很明了了。
学习嵌入式linux编程&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;有了我们前面led的裸机的程序的基础&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;找到drivers/char/s3c6410-led.c
打开看一下源码&＃xff0c;飞凌的这个led驱动程序可以运行&＃xff0c;不过不太好&＃xff0c;我改了一个小地方&＃xff0c;我也看了友善的led的程序&＃xff0c;两者如出一辙&＃xff0c;不知道是谁copy谁的。大家有兴趣的可以看一下&＃xff0c;ioctl中的switch语句&＃xff0c;已经有了switch为什么还要在里面用if语句呢&＃xff0c;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&＃xff0c;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 &＃61; readl(S3C64XX_GPMDAT);
case 0://打开
tmp &&＃61; (~(1<
break;
case 1://关闭
tmp |&＃61; (1<
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&＃xff0c;这里就不多说&＃xff0c;我们怎么来测试我们的驱动可以用了呢&＃xff1f;
我们写一个测试程序来看一下。
写一个流水灯吧&＃xff0c;源码发给大家。
在linux下编译执行
就可以生成ledtest&＃xff0c;注意如果把arm-linux-gcc的路径加到PATH环境变量中去&＃xff0c;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&＃xff0c;因为没有执行权限&＃xff0c;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&＃xff0c;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&＃xff0c;linux的编译用的是makefile管理的&＃xff0c;初学者对于makefile的基本结构要知道一些&＃xff0c;不用把整个makefile的文档都看一遍&＃xff0c;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&＃xff0c;
这一行是把led的驱动加入内核的关键&＃xff0c;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&＃xff0c;我们运行make menuconfig的时候是怎么出现的配置的呢&＃xff1f;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&＃xff0c;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&＃xff0c;如果是M&＃xff0c;就是要编译成模块&＃xff0c;可以动态加载&＃xff0c;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&＃xff0c;我们可以把不需要的或者没有必要的驱动不选上&＃xff0c;重新编译&＃xff0c;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&＃xff0c;复杂的驱动也有点复杂&＃xff0c;这里不介绍。
移植内核的过程有点复杂&＃xff0c;不可能一两句说的清楚&＃xff0c;大体的步骤就是先移植与arm体系结构相关的部分&＃xff0c;先让linux在平台上跑起来&＃xff0c;先移植nand驱动和串口驱动&＃xff0c;这样我们可以从串口查看调试信息&＃xff0c;以便我们进行其它驱动的移植&＃xff0c;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&＃xff0c;char目录下是字符设备驱动&＃xff0c;block目录下是块设备驱动程序等等&＃xff0c;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&＃xff0c;不要想我不是这个专业的&＃xff0c;很多都不会&＃xff0c;本人大学学的是电子信息工程&＃xff0c;和嵌入式也没有太大的关系&＃xff0c;操作系统不懂&＃xff0c;arm结构不明白&＃xff0c;我们可以慢慢学&＃xff0c;没有谁一下子就把能把操作系统或者是arm说清楚的&＃xff0c;我们多接触&＃xff0c;一天会一点&＃xff0c;不会想一口吃个胖子&＃xff0c;嵌入式讲内功的&＃xff0c;其实前边我和大家说&＃xff0c;这个可以不用全会&＃xff0c;那个不必全知道&＃xff0c;是个让大家不至于一学嵌入式就被困难吓回去的做法&＃xff0c;我是想让大家在尽短的时间内了解嵌入式的全貌&＃xff0c;知识还是越多越好的。
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