嵌入式实验四(Linux 内核移植及 LED 驱动测试)

实验四 Linux 内核移植及 LED 驱动测试

一、实验目的：

1.熟悉 Linux 内核基本目录结构，为后续 Linux 底层开发做准

备，熟悉 Linux 内核的配置及编译过程。

2.了解嵌入式 Linux 驱动开发基本方法，熟悉嵌入式 Linux 字

符设备驱动的开发框架。

二、实验内容：

1.下载或拷贝 Linux-3.14 源码。

2.针对实验箱配置内核。

3.编译内核并测试。

4.利用 Exynos4412 的 GPX2_7、GPX1_0、GPX2_4、GPX3_0 这 4

个 I/O 引脚控制 4 个 LED 发光二极管，使其闪烁。

三、实验原理：

1.Linux内核是Linux操作系统的核心，也是整个Linux功能

体现。它是用C语言编写，符合POSIX标准。Linux最早是由芬兰

黑客

Linus Torvalds为尝试在英特尔X86架构上提供自由免费的类Unix操作系统而开发的。该计划开始于1991年，这里有一份Linus Torvalds当时在Usenet新闻组comp.os.minix所登载的帖子，这份著名的帖子标志着Linux计划的正式开始。在计划的早期有一些Minix黑客提供了协助，而今天全球无数程序员正在为该计划无偿提供帮助。

Linux内核源代码非常庞大，随着版本的发展不断增加。它使用

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目录树结构，并且使用Makefile组织配置编译。顶层目录的Makefile 是整个内核配置编译的核心文件，负责组织目录树中子目录的编译管理，还可以设置体系结构和版本号等。

嵌入式系统中内核移植需根据具体硬件配置对内核源码进行相应地修改、配置。

2. 如图所示，LED2～LED5分别与GPX2_7、GPX1_0、GPX2_4、

GPF3_5相连，通过GPX2_7、GPX1_0、GPX2_4、GPX3_0引脚的高低电平来控制三极管的导通性，从而控制LED的亮灭。

当这几个引脚输出高电平时发光二极管点亮；反之，发光二极管熄灭。

四、实验步骤及过程：

1.建立工作目录，将 Linux-3.14 内核源码解压到工作目录中。$ tar xvf linux-3.14.tar.xz

$ cd linux-3.14

2.修改顶层 makefile 文件，指定体系结构及交叉编译工具。$ vim Makefile

修改：

ARCH?= $(SUBARCH)

CROSS_COMPILE?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:"%"=%)

为：

ARCH?= arm

CROSS_COMPILE?= arm-none-linux-gnueabi-

3.拷贝模版，建立配置文件。

$ make exynos_defconfig

4.对内核进行配置。

$ make menuconfig

System Type --->

(2) S3C UART to use for low-level messages

该命令执行时会弹出一个菜单，我们可以对内核进行详细的配置。这里我们先查看一

下，内核都提供了那些功能！

5.编译内核。

$ make uImage

通过上述操作我们能够在arch/arm/boot目录下生成一个uImage文件，这就是经过压缩的内核镜像。

如果编译过程中提示缺少mkimage工具，需将第二天编译的uboot源码中的

tools/mkimage拷贝到ubuntu的/usr/bin目录下

$ cp u-boot-2013.01/tools/mkimage /usr/bin

修改设备树文件

生成设备树文件，以参考板origen的设备数文件为参考。

$ cp arch/arm/boot/dts/exynos4412-origen.dts arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts

添加新文件需修改Makefile才能编译

$ vim arch/arm/boot/dts/Makefile

在

exynos4412-origen.dtb \

下添加如下内容

exynos4412-fs4412.dtb \

6.编译 LED 驱动代码。

Ø 配置内核时按“空格”选择，配置完成后保存退出

$ make menuconfig

Device Drivers --->

Character devices --->

<*> FS4412 LED Device Support

Ø 保存退出，重新编译后把zImage拷贝到tftpboot下，把驱动模块拷贝到/source/rootfs 下

$ make uImage

$ cp arch/arm/boot/uImage /tftpboot

7.测试。

重新启动开发板，linux运行起来后在终端下操作

Ø 创建设备节点

# mknod /dev/led c 500 0

Ø 运行测试程序并观察现象

# ./fs4412_led_app

五、总结与体会：

本次实验做的是关于Linux内核移植，实验的内容多，比较复杂。在理论课中我们对Linux内核的组成部分有了了解，以及对其移植到ARM平台的流程有了一定的认识，在移植Flash驱动时出现了问题，最后在老师的引导下解决了问题，最后对网卡进行驱动，由于时间的原因我们对Linux内核移植只做了一部分，我们会在以后的时间进行完善。总之，实验过程中比较坎坷。