ARM嵌入式Linux系统开发从入门到精通（共十二章）.pdf_P6-P10

4.2 内核移植的准备.................................................................................................................... 99 4.3 内核移植 ............................................................................................................................. 100 4.3.1 内核配置...................................................................................................................... 100 4.3.1.1 修改 Makefile ........................................................................................................................100 4.3.1.2 设置 NAND Flash 分区 .........................................................................................................101 4.3.1.3 配置内核选项........................................................................................................................104 4.3.2 内核编译...................................................................................................................... 108 4.3.2.1 清除冗余文件........................................................................................................................108 4.3.2.2 编译内核映像和模块 ............................................................................................................108 4.3.2.3 安装模块...............................................................................................................................109 4.3.3 内核下载....................................................................................................................... 109 4.4 建立 LINUX 根文件系统...................................................................................................... 110 4.4.1 根文件系统的基本介绍................................................................................................ 110 4.4.1.1 根文件系统的基本目录结构.................................................................................................110 4.4.1.2 常见的根文件系统................................................................................................................111 4.4.1.3 选择根文件系统....................................................................................................................112 4.4.2 建立根文件系统........................................................................................................... 113 4.4.2.1Cramfs 工具包的使用.............................................................................................................113 4.2.2.2 构建 Cramfs 根文件系统.......................................................................................................114 4.5 本章小节 ............................................................................................................................. 117 4.6 常见问题 ............................................................................................................................. 117 第二部分 ARM LINUX 设备驱动程序开发............................................................................... 119 第 5 章 ARM LINUX 驱动程序开发入门 ................................................................................... 120 5.1 嵌入式 LINUX 驱动程序介绍............................................................................................... 120 5.1.1 驱动程序的作用........................................................................................................... 120 5.1.2 Linux 设备驱动程序分类.............................................................................................. 121 5.2 最简单的内核模块举例....................................................................................................... 122 5.2.1 编写 Hello World 模块 ................................................................................................. 122 5.2.2 编写 Hello World 模块的 Makefile ................................................................................ 124 5.2.3 加载和卸载 Hello World 模块....................................................................................... 125 5.3 LINUX 驱动程序开发要点.................................................................................................... 125 5.3.1 内存与 I/O 端口........................................................................................................... 125 5.3.1.1 内存.......................................................................................................................................126 5.3.1.2 I/O 端口.................................................................................................................................129 5.3.2 并发控制....................................................................................................................... 130 5.3.2.1 自旋锁（Spinlocks）.............................................................................................................131 5.3.2.2 信号量（Semaphores）.........................................................................................................133 5.3.3 阻塞（Blocking）与非阻塞（Nonblocking）............................................................... 135 5.3.3.1 阻塞（Blocking）与非阻塞（Nonblocking）操作................................................................135 5.3.3.2 异步通知（Asynchronous Notification）...............................................................................135 5.3.4 中断处理....................................................................................................................... 136 5.3.4.1 Linux 中断及其相关函数 ......................................................................................................136 5.3.4.2 ARM 中断处理......................................................................................................................137

5.3.4.3 一个 Linux 中断相关的实例..................................................................................................139 5.3.5 内核调试...................................................................................................................... 143 5.3.5.1 准备内核调试环境................................................................................................................143 5.3.5.2 KDB 的基本用法...................................................................................................................144 5.4 本章小结 ............................................................................................................................. 146 5.5 常见问题 ............................................................................................................................. 147 第 6 章字符设备驱动程序........................................................................................................... 148 6.1 字符设备驱动介绍.............................................................................................................. 148 6.1.1 字符设备驱动相关的重要结构..................................................................................... 148 6.1.1.1 file_operations（文件操作）结构..........................................................................................148 6.1.1.2 file（文件）结构...................................................................................................................151 6.1.1.3 inode（节点）结构 ...............................................................................................................152 6.1.2 主、次设备号............................................................................................................... 154 6.1.2.1 主、次设备号的内部表示.....................................................................................................155 6.1.2.2 静态分配和释放主设备号.....................................................................................................155 6.1.2.3 动态分配主设备号...............................................................................................................156 6.2 字符设备驱动开发实例...................................................................................................... 157 6.2.1 四线电阻式触摸屏原理................................................................................................ 157 6.2.2 S3C2410 触摸屏工作原理 ............................................................................................ 158 6.2.3 S3C2410 的 ADC 和触摸屏接口特殊寄存器................................................................ 159 6.2.3.1 ADC 控制（ADCCON）寄存器 ...........................................................................................159 6.2.3.2 ADC 触摸屏控制（ADCTSC）寄存器 ................................................................................160 6.2.3.3 ADC 开始延迟（ADCDLY）寄存器....................................................................................161 6.2.3.4 ADC 转化数据 (ADCDAT0) 寄存器...................................................................................161 6.2.3.5 ADC 转化数据(ADCDAT1)寄存器........................................................................................162 6.2.4 触摸屏驱动概要设计................................................................................................... 162 6.2.4.1 触摸屏硬件接口....................................................................................................................162 6.2.4.2 触摸屏驱动程序流程设计.....................................................................................................163 6.2.5 触摸屏驱动程序分析.................................................................................................... 164 6.2.5.1 触摸屏设备初始化................................................................................................................165 6.2.5.2 触摸屏设备文件操作 ............................................................................................................168 6.2.5.3 open 和 release 方法 ..............................................................................................................168 6.2.5.4 read 和 poll 方法....................................................................................................................169 6.2.5.5 触摸屏中断和 ADC 中断的实现..........................................................................................170 6.2.6 配置和编译驱动程序.................................................................................................... 172 6.2.7 测试触摸屏驱动程序.................................................................................................... 173 6.2.8 触摸屏的校准............................................................................................................... 174 6.3 本章小节 ............................................................................................................................. 175 6.4 常见问题 ............................................................................................................................. 176 第 7 章块设备驱动程序 .............................................................................................................. 177 7.1 块设备驱动介绍.................................................................................................................. 177 7.1.1 块设备驱动相关的重要结构 ........................................................................................ 177 7.1.1.1block_device_operations（块设备操作）结构........................................................................177

7.1.1.2 gendisk 结构..........................................................................................................................178 7.1.1.3 request 结构...........................................................................................................................180 7.1.2 请求处理....................................................................................................................... 182 7.1.2.1 request 函数...........................................................................................................................182 7.1.2.2 request 函数实例 ...................................................................................................................182 7.2 块设备驱动开发实例........................................................................................................... 183 7.2.1 MMC/SD 介绍............................................................................................................... 184 7.2.2 S3C2410 提供的 SDI 接口............................................................................................ 186 7.2.3 SDI 相关的寄存器........................................................................................................ 187 7.2.3.1 SDI 控制（SDICON）寄存器...............................................................................................188 7.2.3.2 SDI 波特率预定标（SDIPRE）寄存器.................................................................................188 7.2.3.3 SDI 命令参数(SDICARG)寄存器..........................................................................................188 7.2.3.4 SDI 命令控制(SDICCON)寄存器..........................................................................................189 7.2.3.5 SDI 命令状态(SDICSTA)寄存器...........................................................................................189 7.2.3.6 SDI 响应(SDIRSP)寄存器.....................................................................................................189 7.2.3.7 SDI 数据/占用定时器(SDIDTIMER)寄存器..........................................................................190 7.2.3.8 SDI 块大小(SDIBSIZE)寄存器..............................................................................................190 7.2.4 MMC/SD 驱动概要设计................................................................................................ 191 7.2.4.1 MMC/SD 与主机的接口连接................................................................................................191 7.2.4.2 MMC/SD 驱动框架...............................................................................................................191 7.2.4.3 MMC 驱动的核心设计..........................................................................................................193 7.2.5 MMC 驱动程序分析..................................................................................................... 193 7.2.5.1 MMC 初始化.........................................................................................................................193 7.2.5.2 open 和 release 方法 ..............................................................................................................195 7.2.5.3 ioctl 方法...............................................................................................................................196 7.2.5.4 MMC 驱动的 request 方法.....................................................................................................196 7.2.6 S3C2410 SDI 接口驱动分析 ......................................................................................... 198 7.2.6.1 SDI 初始化............................................................................................................................199 7.2.6.2 SDI 接口驱动方法.................................................................................................................199 7.2.7 配置和编译驱动程序.................................................................................................... 200 7.3 本章小结 ............................................................................................................................. 200 7.4 常见问题 ............................................................................................................................. 200 第 8 章网络设备驱动程序........................................................................................................... 202 8.1 网络设备驱动介绍.............................................................................................................. 202 8.1.1 网络设备驱动相关的重要结构.................................................................................... 202 8.1.1.1 net_device 结构......................................................................................................................202 8.1.1.2 sk_buff 结构 ..........................................................................................................................204 8.1.2 常见的网络术语........................................................................................................... 205 8.1.2.1 常见的网络协议....................................................................................................................205 8.1.2.2 以太网介绍 ...........................................................................................................................206 8.2 网络设备驱动开发实例....................................................................................................... 207 8.2.1CS8900A 介绍................................................................................................................ 207 8.2.1.1CS8900A 的组成部分介绍.....................................................................................................207 8.2.1.2 CS8900A 的系统应用............................................................................................................208

8.2.2CS8900A 网卡驱动概要设计......................................................................................... 209 8.2.2.1 CS8900A 网卡接口 ...............................................................................................................209 8.2.2.2 网络驱动程序的体系结构.....................................................................................................209 8.2.2.3 网络驱动程序的主要功能.....................................................................................................210 8.2.3 CS8900A 适配器驱动程序分析 .................................................................................... 211 8.2.3.1 初始化...................................................................................................................................211 8.2.3.2 open 和 stop 方法...................................................................................................................214 8.2.3.3 数据发送...............................................................................................................................216 8.2.3.4 数据接收...............................................................................................................................217 8.3 本章小结 ............................................................................................................................. 220 8.4 常见问题 ............................................................................................................................. 220 第三部分 QT GUI 开发............................................................................................................... 221 第 9 章 QT 概述........................................................................................................................... 222 9.1 LINUX 下 GUI 介绍.............................................................................................................. 222 9.1.1 Linux 桌面 GUI 系统 .................................................................................................... 222 9.1.1.1 X Window 系统 .....................................................................................................................223 9.1.1.2 GNOME/Gtk+和 KDE/Qt ......................................................................................................224 9.1.2 嵌入式 Linux 下的 GUI 系统....................................................................................... 226 9.2 QT/X11 介绍........................................................................................................................ 227 9.2.1 Qt 的历史和 Qt/X11 的由来.......................................................................................... 227 9.2.2 Qt/X11 的版权问题....................................................................................................... 228 9.2.3 Qt/X11 及 Qt/Windows 的系统架构图对比.................................................................... 228 9.2.4 Qt 的特性简介.............................................................................................................. 228 9.3 QTOPIA CORE 介绍............................................................................................................... 229 9.3.1 Qtopia Core 与 Qt/Embedded ........................................................................................ 229 9.3.2 Qtopia Core 的体系结构............................................................................................... 230 9.3.2.1 Frame Buffer(帧缓存)简介.....................................................................................................230 9.3.2.2 Qtopia Core 的窗口系统........................................................................................................231 9.4 本章小结............................................................................................................................. 231 9.5 常见问题 ............................................................................................................................. 231 第 10 章 QT/X11 初步.................................................................................................................. 233 10.1 QT/X11 的安装................................................................................................................... 233 10.1.1 Qt/X11 的下载及双重授权问题的说明....................................................................... 233 10.1.2 Qt/X11 的安装详解 ..................................................................................................... 234 10.2 QT 下的 HELLO WORLD ...................................................................................................... 235 10.3 温度转换的小例子............................................................................................................ 237 10.3.1 背景知识.................................................................................................................... 237 10.3.2 Quit 按钮..................................................................................................................... 237 10.3.3 摄氏温度的显示 ......................................................................................................... 241 10.3.4 华氏温度的显示 ........................................................................................................ 243 10.3.5 华氏温度和摄氏温度之间的转换.............................................................................. 247 10.3.6 保存当前的数值 ........................................................................................................ 251

10.4 本章小结........................................................................................................................... 256 10.5 常见问题........................................................................................................................... 257 第 11 章 QT 核心技术.................................................................................................................. 258 11.1 信号(SIGNALS)和槽(SLOTS)................................................................................................ 258 11.1.1 常见的 GUI 组件通信方式 ........................................................................................ 258 11.1.1.1 回调函数.............................................................................................................................258 11.1.1.2 面向对象的回调.................................................................................................................260 11.1.2 Qt 中的信号和槽(Signals and Slots)............................................................................ 261 11.1.2.1 信号和槽历史和所带来的优点...........................................................................................261 11.1.2.2 信号....................................................................................................................................261 11.1.2.3 槽........................................................................................................................................262 11.1.2.4 信号和槽的效率.................................................................................................................262 11.1.3 自定义信号和槽的小例子.......................................................................................... 263 11.2 QT 对象模型....................................................................................................................... 266 11.2.1 元对象系统（Meta-Object System）.......................................................................... 266 11.2.2 信号和槽机制的实现................................................................................................. 272 11.2.2.1 用 connection()建立连接.....................................................................................................272 11.2.2.2 信号的发射和槽的执行......................................................................................................278 11.2.3 元对象编译器 moc ..................................................................................................... 282 11.2.3.1 在 Makefile 中使用 moc......................................................................................................282 11.2.3.2 moc 用法详解......................................................................................................................282 11.2.3.3 moc 及信号和槽机制的局限性............................................................................................283 11.3 QT 的窗口系统................................................................................................................... 285 11.3.1 窗口部件之间的树型结构.......................................................................................... 285 11.3.2 窗口部件的布局管理（Layout）............................................................................... 288 11.4 国际化............................................................................................................................... 291 11.4.1 Qt 国际化的基本步骤................................................................................................. 291 11.4.1.1 程序员的工作.....................................................................................................................291 11.4.1.2 语言资源管理者和翻译工作者的工作................................................................................292 11.4.2 动态改变语言的小例子 ............................................................................................. 292 11.4.3 一些注意事项 ............................................................................................................ 298 11.5 本章小结........................................................................................................................... 299 11.6 常见问题........................................................................................................................... 299 第 12 章 QTOPIA CORE ............................................................................................................. 301 12.1 QTOPIA CORE 的安装.......................................................................................................... 301 12.2 FRAME BUFFER 和 QVFB...................................................................................................... 302 12.2.1 Frame Buffer ............................................................................................................... 302 12.2.2 编译 qvfb.................................................................................................................... 304 12.2.3 在 qvfb 上运行 Qtopia Core 程序............................................................................... 305 # ./ DIGITALCLOCK –QWS –DISPLAY QVFB:0 ..................................................................... 306 12.3 移植 QT/X11 程序到 QTOPIA CORE 中............................................................................... 307 12.4 轻量级的窗口系统 ............................................................................................................ 309