基于linux操作系統下rtc驅動開發(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 m 分配給 rtc 作為主設備號。 ⑸ 動態分配主設備號： include linux/ //這是 Linux 內核中有關設備號的頭文件 int alloc_chrdev_resion(dev_t *， unsigned int ， unsigned int ， char *rtc)； 這是內核自動分配一個設備好給 rtc。 ⑹ 釋放設備號 void unregister_chrdev(dev_t, unsigned int )。 在該設備號不再使用之后，釋放并刪除它，以節約內核資源。 實現字符驅動程序 實現字符設備驅動，最重要的就是字符設備結構體 cdev，以及驅動接口結構體file_operations。 ⑴ cdev 結構體 struct cdev { struct kobject xxx。 /* 內核內嵌的對象 */ struct module *xxx。 /*所屬模塊 */ struct file_operations *xxx。 /*文件操作結構體 */ struct list_head xxx。 /*不常用 */ dev_t xxx。 /*設備號 */ unsigned int xxx。 /*不常用 */ }。 ⑵ file_operations 結構體 字符驅動和內核的接口： 在內核代碼中， ./include/linux/ 下的代碼實現，定義了字符驅動程序只要填充一個 file_operations 結構體并把它注冊到內核中，內核就有了通過它操作這個字符設備的能力。 基于 Linux 操作系統下 RTC 驅動開發 14 ⑶ file_operations 的主要成員： struct module *xxx: 指向模塊本身 open： 提供打開設備的函數接口； release：提供關閉設備的函數接口； read： 實現從設備上讀取數據的函數接口； write： 實現向設備上寫入數據的函數接口； ioctl： I/O 控制函數； llseek： 定位讀寫指針位置并把他們輸出出來； ⑷ ioctl 函數 為設備驅動程序執行用戶空間的“命令”提供了一個特有的接口用來設置或者讀取設備的具體信息。 ⑸ cmd 參數的定義 Linux 內核對 file_operations 的 ioctl()函數的 cmd 參數有特殊的定義：如圖 61。 圖 61 cmd參數 構造命令編號的宏： _IO() 給沒有參數的命令； _IOR() 給從驅動中讀數據的命令； _IOW() 給寫入數據的命令； _IOWR() 用于雙向傳輸。 ⑹ Ioctl 函數模板 static long rtc_dev_ioctl(struct file *file,unsigned int cmd, unsigned long arg) { ... switch (cmd) { case RTC_EPOCH_SET: ... Break。 蚌埠學院本科畢業設計（論文） 15 case RTC_SET_TIME: ... break。 case RTC_IRQP_SET: ... break。 case RTC_PIE_ON: ... break。 ... } 圖 62 字符設備驅動 基于 Linux 操作系統下 RTC 驅動開發 16 第 7 章 RTC 驅動實現 設計思路 Linux 設備 驅動 屬于內核的一部分， Linux 內核的驅動模塊可以用兩種不同的方式加載和編譯： ⑴ 通過內核裁剪， 隨同 Linux 的啟動直接加載編譯進 Linux 內核； ⑵ 把驅動程序 編譯成一個可加載和刪除的動態模塊，可以在需要時隨時使用insmod 命令加載， rmmod 命令刪除。這種方式更快，也節省了內核資源，控制了內核的大小，而模塊一旦被插入內核，就和其他被直接初始化到內核中的模塊一樣了。 這次的 RTC 驅動就采用動態模塊加載的方式，將程序主體分成 3 個部分。分別是注冊字符設備的 ，定義操作函數的 和提供接口說明的 。 RTC 程序實現 RTC 基本數據結構 struct rtc_time 結構體 struct rtc_time { int sec。 int min。 int hour。 int mday。 int mon。 int year。 int wday。 int yday。 int isdst。 }。 這個結構體 代表了 硬件 時間與日期，從 RTC 芯片 讀 取 的時間和日期就 分開 保存在這個結構體中 注冊字符設備 模塊初 始化函數： init_rtc 蚌埠學院本科畢業設計（論文） 17 static int __init init_rtc(void) { rtc_class = class_create(THIS_MODULE, rtc)。 int err。 err = alloc_chrdev_region(amp。rtc_devt, 0, RTC_DEV_MAX, rtc)。 rtc_dev_init()。 rtc_sysfs_init(rtc_class)。 if (err 0) printk(KERN_ERR %s: failed to allocate char dev region\n, __FILE__)。 return 0。 } Init_rtc 首先創建了一個類 rtc[12]。 類本身就是一個高度面向對象的產物 ， 而用戶空間就可以在不知道如何實現的情況下直接得到結果， 驅動程序 也 不 用 直接處理 ，只要調用就行了。 定義操作函數 填充了 file_operations 結構 rtc_foperations，以及這些操作函數的具體實現。 rtc_foperations rtc 基本的文件操作 ： static const struct file_operations rtc_foperations = { .owner = THIS_MODULE, .llseek = null, .read = read, .poll = poll, .unlocked_ioctl = ioctl, .open = openfile, .release = release, .fasync = fasync, }。 基于 Linux 操作系統下 RTC 驅動開發 18 函數聲明 里的所有函數的實現都對應于 中 rtc_ioctl 相應的命令， 其中 RTC_RD_TIME 與RTC_SET_TIME 兩個命令需要特別 注意 ， 這是 RTC 最基本的功能函數 —— 獲取時間和設置時間 。 運行步驟 通過編寫的 Makefile 及 armlinuxgcc 編譯生成 文件，如圖 71。 圖 71 編譯生成 .ko文件 編寫用戶層測試程序，并編譯成可執行程序 qq。 實際運行及結果 將生成的 .ko 模塊和應用層測試程序 qq 下載的目標板，運行過程如圖 72： 用 insmod 裝載模板。 創建設備節點： mknod /dev/rtc c 250 0 修改執行程序權限： chmod 777 qq 執行測試程序。 蚌埠學院本科畢業設計（論文） 19 圖 72 運行過程 結果如圖 73： 圖 73 運行結果 基于 Linux 操作系統下 RTC 驅動開發 20 第 8 章 結論 本論文中對 Linux的發展跟 現狀進行了了解，還在對課題基于 Linux操作系統下 RTC驅動開發的基礎上對 Linux內核進行了大致的分析，并在課題最后進行了相對于 RTC驅動模塊的應用層測試軟件的編寫。 在本文中嵌入式系統選擇的是 Linux系統，它具有占有內存小和運行速率高的優點。并采用了模塊化的指導設計方法開發設備驅動，提高了程序的可讀性和可移植性。本文將字符設備分為了設備注冊、函數功能實現以及調用接口，并對程序進行了應用層的實例驗證。由于時間的原因，本文中 RTC字符驅動的程序設計還是有些簡單，在以后的學習工作中還需要進一步改善。 在以后 對驅動的學習中，希望能夠不斷完善 RTC芯片的功能實現，并在在嵌入式Linux操作系統的建立中，以內核剪裁的方式將驅動程序移植到 Linux內核中去，努力做出更為精簡穩定的內核系統。 蚌埠學院本科畢業設計（論文） 21 謝 辭 首先，向我的指導老師趙老師和劉老師表示感謝，感謝老師們一直以來對我的關懷和悉心指導，并在完成畢業設計的過程中讓我體會到了也學到了很多。在整個畢業設計指導活動中，老師的豐富經驗和對整個行業脈絡的把握，都是年輕的我難以望其項背的，并在整個課題的完成過程中起到了至關重要的作用。趙老師教學作風的和劉老師的治學風格都讓我留下 了很深的印象。 同時也要感謝培訓班的所有同學，在臨近畢業的培訓過程中，對我的關心和幫助。感謝他們不厭其煩地指導我解決了不少項目上的難題，她們積極向上的學習態度也是我奮斗下去的動力。感謝我的親人，在這四年里是他們給我無數的鼓勵、支持和幫助，正因為有他們我才能高興順利的完成大學學業，并學到了很多專業，以及很多人生道路上的寶貴財富。 最后感謝各位評閱老師在百忙之中抽空評閱我的論文。 基于 Linux 操作系統下 RTC 驅動開發 22 參 考 文 獻 [1] 徐俊仕 .基于嵌入式 Linux 的車載 GPS 導航系統設計與實現 [D]西安：西北工業大學機械電 子工程學院， 2021. [2] 戴明華 ,李長云 ,曾志浩 ,崔海燕 . 嵌入式 Linux 驅動程序框架研究綜述 [J]. 長沙大學學報 ,2021,02:5253. [3] 方先康 .基于 powerpc 處理器 MPC8541E 的嵌入式 Linux 系統開發 [D]北京：北京郵電大學計算機科學與技術學院， 2021. [4] 張利平 .基于 MPC8536 的雷達嵌入式數據處理平臺設計 [D].成都：中國西南電子技術研究所， 2021. [5] 羅澤勇 .一種基于 powerpc 的嵌入式信號處理平臺的設計 [D].西安：西安電子科技大學， 2021. [6] 董文軍 . Linux 驅動程序兼容性的相關問題 [J].單片機與嵌入式系統應用 ,2021，03:1618. [7] 董闖 .基于 MPC85xx 的 Uboot 啟動流程分析和移植 [D],北京：北京郵電大學， 2021. [8] 周立功 ， 陳明計 ， 陳渝． ARM 嵌入式 Linux 系統構建與驅動開發范例 [M]．北京：北京航空航天大學出版社 ,2021. [9] 王淑貞 ． UBoot 在 S3C2410 上的移植 [J].微計算機應用 ， 2021， 29(4)： 9597. [10] LTIB user manual Linux Target Image Builder,Freescale,2021. [11] 史勝輝 .基于嵌入式 Linux 的頻譜分析儀軟件系統設計 [D].成都：電子科技大學，2021. [12] MPC8536 datasheet MPC8536E PowerQUICC III tm Integrated Processor Product Brief ,2021. 蚌埠學院本科畢業設計（論文） 23 附錄 A RTC 驅動程序 include linux/ include linux/ include linux/ include linux/ include linux/ include linux/ include static DEFINE_IDR(rtc_idr)。 static DEFINE_MUTEX(idr_lock)。 struct class *rtc_class。 static void rtc_device_release(struct device *dev) { struct rtc_device *rtc = to_rtc_device(dev)。 mutex_lock(amp。idr_lock)。