STLINUX基础知识介绍

STLINUX基础知识介绍一：STLINUX介绍STLINUX开发环境STLinuxDistributionandDevelopmentEnvironment(LDDE).1：LDDE支持ST40及ST2002：包含完整的开发环境、编译器、调试器、下载工具、系统监控器3：可配置内核支持4：集成uboot5：Multicom支持stlinux版本STLinuxDistribution2.3(Added5thNov2007)STLinuxDistribution2.3EAR(EarlyAccessRelease)(Added29thMar2007)STLinuxDistribution2.2(Added19thOct2006)STLinuxDistribution2.0(Added7thOct2005)STLinuxDistribution2.0EAR(Added16thJul2005)STLinuxdistribution1.0(Added21stFeb2005)开发与调试开发与调试1：NFS基于网络文件系统的调试，一般用于调试应用及驱动2：TFTP基于FTP传输协议的调试，一般用于调试boot及内核等3：其他调试方法常用命令makesh4-linux-gccsh4-linux-g++sh4-linux-ldsh4-linux-nmsh4-linux-objdump二：STLINUX软件结构系统框图应用程序系统接口KERENLSTDRIVERSMITDRIVER硬件移植kernel选择kernel版本选择kernel支持的参考板裁减kernelmakemenuconfig编译kernelmakevmlinux压缩kernelmkimagevmlinux编译stapi1：安装mutilcom3.1.2及referencetree2：编译源码3：生产动态可加载模块驱动及应用静态连接库根文件系统jffs2可读写的文件系统系统性能高，断电保护及碎片整理功能数据压缩效率高mkfs.jffs2生产文件系统压缩包GB310压缩包中：busybox、*.so.*、stfirmware、*.ko、app.exe……….flash分区8Mflash空间分配如下：Uboot0.25MKernel1.5M文件系统6.25Mu-boot介绍Uboot是德国DENX小组的开发用于多种嵌入式CPU的bootloader程序支持LINUX、NetBSD,VxWorks,QNX,RTEMS,ARTOS,LynxOS嵌入式操作系统包含两种不同的操作模式：启动加载模式和下载模式支持从网络、flash中启动kernel支持flash读写传递参数给kernel移植uboot选择uboot版本选择uboot支持的参考板配置硬件资源及DDR等修改驱动：flash、uart、ethernetU-BOOT命令BootSetenvPrintenvTftpPing…..三：字符设备驱动LINUX设备的分类字符设备串口，终端，触摸屏ls-l/dev/ttyS0crw-rw-rw-1rootuucp4,644月119:56/dev/ttyS0块设备FLASH，RAMDISK，硬盘ls-l/dev/mtdblock3brw-r--r--150550531,3Feb192005/dev/mtdblock3网络设备以Linux的方式看待设备可区分为3种基本设备类型.每个模块常常实现3种类型中的1种,因此可分类成字符模块,块模块,或者一个网络模块.设备文件与设备号用户通过设备文件访问设备每个设备用一个主设备号和次设备号标识主设备号和次设备号majornumber：相同的设备使用相同的驱动程序minornumber：用来区分具体设备的实例设备驱动的基本结构用户程序调用Fd=fopen(“/dev/hda”,O_RDWR,0);read(buff,fd,size)write(fd,buff,size)close(fd)VirtualfilesystemGeneric_file_read()Generic_file_write()块设备文件设备驱动层图设备驱动的功能上层软件的抽象操作与设备操作的转换对下管理各种I/O设备内核模块机制Linux驱动以内核模块的方式实现一组可以动态加载/卸载的代码Linux内核运行时动态扩展的一种技术模块机制（LinuxKernelModule,LKM）提高了linux内核的可扩展性用户只要有权限，就可以编写模块挂入内核模块的缺点：增加了内核管理代价LINUX内核模块的框架staticintinit_routine(void){register_chrdev_region()devfs_mk_cdev()…}voidcleanup_routine(void){unregister_chrdev_region()…}module_init(init_routine);module_exit(cleanup_routine);MODULE_LICENSE(GPL);LINUX内核模块的框架structfile_operations{loff_t(*llseek)(structfile*,loff_t,int);ssize_t(*read)(structfile*,char*,size_t,loff_t*);ssize_t(*write)(structfile*,constchar*,size_t,loff_t*);int(*ioctl)(structinode*,structfile*,unsignedint,unsignedlong);int(*mmap)(structfile*,structvm_area_struct*);int(*open)(structinode*,structfile*);int(*release)(structinode*,structfile*);int(*fsync)(structfile*,structdentry*,intdatasync);int(*fasync)(int,structfile*,int);……};LINUX内核模块的框架(1)llseek(file,offset,whence)：修改文件的读写指针。(2)read(file,buf,count,offset)：从设备文件的offset处开始读出count个字节，然后增加*offset的值。(3)write(file,buf,count,offset)：从设备文件的offset处写入count个字节，然后增加*offset的值。(4)ioctl(inode,file,cmd,arg)：向一个硬件设备发命令，对设备进行控制。(5)mmap(file,vma)：将设备空间映射到进程地址空间。(6)open(inode,file)：打开并初始化设备。(7)release(inode,file)：关闭设备并释放资源。(8)fsync(file,dentry)：实现内存与设备之间的同步通信。(9)fasync(file,on)：实现内存与设备之间的异步通信。简单字符设备驱程EveryLKMconsistsoftwobasicfunctions(minimum):intinit_module(void)/*usedforallinitializationstuff*/{...}voidcleanup_module(void)/*usedforacleanshutdown*/{...}安装模块命令#insmodmodule.o#modprobemodule.o卸载模块命令#rmmodmodule.o查询系统中已装入的模块#lsmod简单字符设备驱程例子hello.c#defineMODULE#includelinux/module.hintinit_module(void){printk(Hello,world\n);return0;}voidcleanup_module(void){printk(Goodbyecruelworld\n);}编译模块#gcc–chello.c–DMODULE–D__KERNEL__-DLINUX-Wall–O2-I/usr/src/linux-2.6/include安装、卸载模块#insmodhello.oHelloworld#rmmodhelloGoodbyecruelworld简单字符设备驱程staticstructfile_operationshelloworld_fops={open:helloworld_open,read:helloworld_read,write:helloworld_write,ioctl:helloworld_ioctl,};//kernelspace简单字符设备驱程ssize_thelloworld_write(structfile*filp,char*buffer,size_tsize,loff_t*offset)//kernelspace{unsignedcharstring[MAX_BYTE_NUM];unsignedcharsize1=copy_from_user(string,buffer,size);return(size1);}voidhelloworld_write(unsignedintaddr,unsignedchardata)//userspace{structdatadata1=……….;write(fd,&data1,sizeof(structdata));}简单字符设备驱程Kernelspace与userspace数据交互copy_to_user(void__user*to,constvoid*from,unsignedlongn);copy_from_user(void*to,constvoid__user*from,unsignedlongn);模块设计注意事项1：模块设计与应用程序设计模块是装入内核的，运行时CPU处于核心态应用程序运行时CPU处于用户态2：编译模块设计应用程序使用的include文件：/usr/include设计内核模块使用的include文件：/usr/src/linux-2.6/include在编译内核模块时要用-I指明include路径3：设计的模块可以调用Linux内核及其他模块已经输出（exported）的函数，不能利用标准C提供的库函数如printf模块设计注意事项4：区分应用部分代码与模块部分代码一般要求代码尽量放入应用部分；对于时间响应要求高的代码放入模块；对硬件进行直接操作的代码放入模块；中断在用户空间无法用应用程序中有完整的C库可以连接.应用程序由于自身原因错误不会对其他任务及内核有影响