【正文】 der是U_boot[6]。Boot Loader 是在硬件平臺運行之前完成對硬件的初始化病喚醒操作系統(tǒng)的程序。 軟件包和源碼包的準備和下載需要的軟件有交叉編譯器armLinuxgcc ,我選用的交叉編譯器為Tiny210的開發(fā)自帶的交叉編譯器，正是由于我即將下載內(nèi)核源碼版本比較高，因此我們選用的交叉編譯器的版本也是相對來說比較高的。然后從網(wǎng)上下載Red Hat Linux 操作系統(tǒng)安裝包iso文件，我下載的是Red Hat Linux5的iso文件，相對來說是版本比較高的內(nèi)核。 Red Hat Linux 的安裝在安裝了Vmware Workstation 的條件下，創(chuàng)建一個虛擬機給它分配20G的磁盤大小。在pc機上安裝一個虛擬機，本文選用的虛擬機是VMware Workstation 。引出CPU大部分常用功能引腳，并力求和Tiny6410核心板三排引腳兼容(P1,P2,CON2) [5]。它采用三星S5PV210作為主處理器，運行主頻可高達1GHz。Linux因為其開源的特性使它基本可以在市場上絕大部分的硬件平臺上運行，這也使它精簡體積小的內(nèi)核可以方便地移植多種嵌入式處理器上。而且Linux的極高的穩(wěn)定性使它在對要應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器這類有較高穩(wěn)定性要求的服務(wù)上有非常高的適應(yīng)性。Linux的網(wǎng)絡(luò)功能和其內(nèi)核緊密相連，在這方面它要比其他操作系統(tǒng)更有優(yōu)勢。后者使用戶可以類似于Windows操作系統(tǒng)使用鼠標對其進行操作，而不會因為轉(zhuǎn)換了操作系統(tǒng)感到不適應(yīng)。而多任務(wù)則是現(xiàn)在各種智能設(shè)備的主要特點，為了節(jié)省運行時間和解放更多的系統(tǒng)資源，實現(xiàn)了多進程的并行執(zhí)行，Linux操作系統(tǒng)就是其中的典范。 　?、?多用戶、多任務(wù) 正如當今世界發(fā)展的主流那樣，Linux也支持多用戶。因為Linux社區(qū)的存在，所有的Linux用戶都可以輕易的得到當前任意版本的Linux的源代碼，并按照自己的意愿來修改它。因為現(xiàn)在Windows的巨大影響力，許多用戶在使用Linux前，都會因為以前Windows的使用習(xí)慣而擔(dān)心能否適應(yīng)新的環(huán)境，而這一點就使他們不在顧慮。雖然因為新的編程語言的興起，它的市場份額在不斷減少，但在嵌入式行業(yè)，Linux基于其低廉成本與小體積依然是不可動搖的霸主，像在機頂盒、手機及移動裝置等硬件平臺上，Linux已經(jīng)是不可或缺的[3]。 Linux應(yīng)用和特性 Linux 的應(yīng)用Linux的基本思想就是——萬物皆文件，因此它擁有極高的靈活性和可移植性，再加上它的UNIX背景，使它Linux在服務(wù)器的操作系統(tǒng)方面具有廣泛運用。每一種發(fā)行版的開發(fā)都是針對著不同的目標，像是支持不同計算機結(jié)構(gòu)，更強調(diào)實時應(yīng)用，和專門面向嵌入式系統(tǒng)等。 Linux是一種源于UNIX的操作系統(tǒng)，雖然從嚴格意義上講，Linux這個詞實際上是指Linux內(nèi)核，但實際上人們已經(jīng)習(xí)慣了把整個基于Linux內(nèi)核以及在此基礎(chǔ)上的各種工具的操作系統(tǒng)統(tǒng)稱為Linux。因此對Linux 社區(qū)，及其所用用戶來說，10月5日都是一個特殊的日子。直到1991 年的10 月5 日， 新聞組上發(fā)布消息，正式向外宣布Linux 內(nèi)核系統(tǒng)的誕生（Free minixlike kernel sources for 386AT）。最早與Linux（當然此時還不叫Linux 這個名稱）。起初，他只是為了學(xué)習(xí)386架構(gòu)的編程技術(shù)，但隨后的Linux開發(fā)過程已經(jīng)徹底改變了他的主意。在GNU HURD操作系統(tǒng)的開發(fā)工作卻不是能在幾年內(nèi)完成的。到1991年，隨著GNU計劃開發(fā)出來了一些工具，以及GNU C編譯器的發(fā)布。而在當時，計算機硬件的價格在不斷下跌，但軟件仍處于高位。關(guān)于Linux操作系統(tǒng)設(shè)計研究畢業(yè)論文目 錄中文摘要 1ABSTRACT 2第1章 Linux概述 3 Linux操作系統(tǒng)的誕生和發(fā)行版 3 Linux系統(tǒng)的誕生 3 Linux 發(fā)行版 3 Linux應(yīng)用和特性 4 linux 的應(yīng)用 4 linux 的特性 4第2章 Tiny210開發(fā)板 6 Tiny210 簡介 6 Tiny210硬件配置 6 軟件支持 7第3章 移植前準備 8 8 虛擬機的安裝 8 Red Hat linux 的安裝 8 軟件包和源碼包的準備和下載 8第4章 Linux 內(nèi)核 9第5章 RTC芯片 10 RTC芯片簡述 10 I2C總線簡介 10第6章 字符設(shè)備驅(qū)動相關(guān)知識 11 模塊機制 11 字符設(shè)備開發(fā)基本步驟 12 主設(shè)備號和次設(shè)備號 12 實現(xiàn)字符驅(qū)動程序 13第7章 RTC驅(qū)動實現(xiàn) 16 設(shè)計思路 16 RTC程序?qū)崿F(xiàn) 16 RTC基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 16 16 定義操作函數(shù) 17 函數(shù)聲明 18 18 實際運行及結(jié)果 18第8章 結(jié)論 20謝 辭 21參 考 文 獻 22附錄A RTC驅(qū)動程序 23附錄B Makefile文件 41附錄C 應(yīng)用層測試程序 4121蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章 Linux概述 Linux操作系統(tǒng)的誕生和發(fā)行版 Linux系統(tǒng)的誕生 1981年IBM推出了微型計算機IBM PC。在它推出的前10年內(nèi)，MSDOS操作系統(tǒng)主宰了整個計算機操作系統(tǒng)界。蘋果的操作系統(tǒng)MacOS的是無疑是最好的性能，但價格高，沒有人可以輕易接近。甚至MINIX也因為版權(quán)開始需要購買才能獲得源代碼。對于萊納斯來說，已經(jīng)等不及了。在1991年初，萊納斯在學(xué)習(xí)MINIX的操作系統(tǒng)的時候產(chǎn)生了開發(fā)一個新的屬于自己的理想中的操作系統(tǒng)的想法。而在萊納斯8 月25 日發(fā)布的消息中，他第一次向外界透露出有開發(fā)免費的操作系統(tǒng)的意向，可是它并不會象GNU 那種現(xiàn)在已經(jīng)在行業(yè)中成型的系統(tǒng)那樣專業(yè)，而代碼量不會很大[1]。這段消息就是直到今日都廣為流傳的被稱為Linux的誕生宣言。直到今天，包括現(xiàn)在的Red Hat公司在內(nèi)的很多公司都會在發(fā)布許多Linux 的新版本時選擇了這個日子。 Linux 發(fā)行版 通常來講，一個Linux的發(fā)行版不僅僅是指Linux內(nèi)核，還包括了使用Linux的軟件的安裝工具，以及各種工具軟件，而在一些特定的版本中中也有一些特定軟件，只不過現(xiàn)在都習(xí)慣于把它們統(tǒng)稱為Linux發(fā)行版。主流的Linux發(fā)型版有Ubuntu，Red Hat等等。直到現(xiàn)在，Linux還是提供網(wǎng)站服務(wù)供應(yīng)商最常使用的平臺。 Linux 的特性⑴ 完全兼容 ，所以一些常見的Windows的程序完全可以在Linux上無障礙運行，這也為用戶從Windows轉(zhuǎn)到Linux提供了方便。⑵ 完全免費，發(fā)展迅速 Linux是一款完全免費的操作系統(tǒng)。正是由于這一點，每時每刻，每一次的技術(shù)進步，每一種新平臺面世，都有來自世界各地的精英都參與了Linux的更新和實現(xiàn)，無數(shù)的靈感跟不斷進步的技術(shù)與編程思想，讓Linux有了無窮的可能性，并在無數(shù)程序員的努力下不斷壯大。這保證了各用戶的相對獨立，之間互不影響，都對于自己的文件設(shè)備有自己的權(quán)利。⑷ 良好的界面 因為現(xiàn)在Windows系統(tǒng)的強烈影響，Linux同時具有可以通過鍵盤輸入相應(yīng)的指令來進行操作的字符界面和類似Windows圖形界面的XWindow系統(tǒng)提供的圖形界面。⑸ 豐富的網(wǎng)絡(luò)功能 Unix最大的優(yōu)勢就是其強大的網(wǎng)絡(luò)功能，而從Unix衍生出來的Linux系統(tǒng)也繼承了它在網(wǎng)絡(luò)功能上的優(yōu)勢。 ⑹ 可靠的安全、穩(wěn)定性能 Linux采取了許多安全技術(shù)措施為內(nèi)部信息安全提供了保障。　?、?支持多種平臺 Linux作為一種嵌入式操作系統(tǒng)，在各種移動裝置上應(yīng)用廣泛。 第2章 Tiny210開發(fā)板 Tiny210 簡介Tiny210是一款高性能的Cortex A8核心板，它由廣州友善之臂設(shè)計、生產(chǎn)和發(fā)行銷售。S5PV210內(nèi)部集成了PowerVR SGX540高性能圖形引擎，支持3D圖形流暢運行，并可流暢播放1080P大尺寸視頻[4]。 Tiny210硬件配置如圖21： 軟件支持 ⑴ Superboot210 ⑵ Android + ⑶ Android ⑷ WindowsCE6第3章 移植前準備 虛擬機的安裝在有了硬件平臺的支持下（Tiny210開發(fā)板）開始進行軟件平臺的搭建。虛擬機其實就是在主機中占用一塊內(nèi)存在主機的硬件平臺上搭建一個類似主機的運行環(huán)境，在 VMware中，你可以在一個以主機的分割的內(nèi)存為基礎(chǔ)的窗口中加載一臺虛擬機，運行自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，而不影響主機任何操作。512M的內(nèi)存空間。在獲得Red Hat的iso文件后，在創(chuàng)建的虛擬機中安裝該Linux操作系統(tǒng)。 。就是通過Boot Loader來實現(xiàn)初始化硬件設(shè)備，從而給操作系統(tǒng)提供了一個合適的軟硬件環(huán)境，并為調(diào)用它做好準備。第4章 Linux 內(nèi)核現(xiàn)在自己的當前目錄，即~目錄下，解壓自己的內(nèi)核源代碼： tar xvzf 解壓Linux內(nèi)核源碼包，這就是該內(nèi)核的所有實現(xiàn)代碼。（）：圖41 Linux根目錄 其中有幾個比較重要的需要著重了解： ⑴ /drivers 驅(qū)動目錄，該目錄是所有被加載到內(nèi)核的設(shè)備驅(qū)動的程序。 ⑵ /include 該目錄包括編譯核心所需要的大部分頭文件，也是Linux下程序編譯的查找默認路徑。⑷ /init 該目錄中包含內(nèi)核的所有硬件初始化代碼，這是內(nèi)核所有工作的起點，同時也是是所有進程的最初父進程。 ⑹ /documentation 該目錄下是對每個目錄作用的具體說明的文檔以及一些功能的實例，就相當于產(chǎn)品說明書。⑻ /lib 該目錄是編譯默認路徑，包含了內(nèi)核絕大部分的庫文件與代碼。第5章 RTC芯片 RTC芯片簡述 RTC(real time clock)實時時鐘，顧名思義，擁有真實時間的時鐘，其實它的主要作用就是在操作系統(tǒng)沒有工作的時候自主維護時間表，并在需要的時候給操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)時間。硬件時間指的就是RTC芯片自主維護的時間，因為RTC芯片是電池供電的，所以在硬件平臺掉電后時間表不會丟失。當Linux內(nèi)核啟動時，都要通過RTC來進行初始化，從RTC中讀取時間保存到系統(tǒng)中，得到系統(tǒng)時間。另外如果RTC擁有了IRQ中斷并且可以定時，那么RTC還可以作為一個鬧鐘用來在內(nèi)核睡眠時喚醒內(nèi)核。Linux有兩種RTC驅(qū)動的接口，一個是老的接口，專門用在PC機上的。而后者創(chuàng)建了一個RTC驅(qū)動模型，并注冊到RTC核心中，把所有工作交由RTC芯片完成。I2C有100K和400K兩種工作速率，它支持多機通訊和多主控模塊設(shè)計，并且每個電路模塊都有唯一的地址，還允許每個在I2C總線上的期間都可以使用獨立的電源。I2C由數(shù)據(jù)線（SDA）和時鐘線（SCL）構(gòu)成的同步串行總線，可發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，在處理器與控制芯片之間、芯片與芯片之間進行雙向傳送[8]。第6章 字符設(shè)備驅(qū)動相關(guān)知識 Linux提供了一種被稱為模塊（Module）的機制提供了對許多模塊支持，設(shè)備驅(qū)動每個模塊由不同代碼組成，實現(xiàn)不同功能[10]（所有的模塊在一起才是一個可執(zhí)行程序）。 ⑵ module_exit()——卸載模塊函數(shù)（必須） 當使用rmmod命令卸載某模塊時，內(nèi)核就會執(zhí)行該這段函數(shù)，完成對模塊的刪除和空間的釋放。 ⑷ module_param()——模塊參數(shù)（可選） 這個函數(shù)括號內(nèi)放置著模塊內(nèi)部聲明的全局變量，對應(yīng)著在加載模塊時rommod命令后面跟著的參數(shù)，這些參數(shù)就會被傳入模塊內(nèi)。⑹ 其他一些聲明MODULE_XXXXX()——模塊聲明（可選）不同的聲明對應(yīng)著不同的功能選項，視實際情況而定。 模塊卸載函數(shù)static void __exit cleanup_rtc(void){ /* 釋放資源 */}module_exit(cleanup_rtc)。整數(shù)(占12bits)，范圍從0到4095，通常使用1到255。整數(shù)(占20bits)，范圍從0到1048575，一般使用0到255。? 從dev_t類型變量中獲得主設(shè)備號和次設(shè)備號：這是兩個封裝好的函數(shù)MAJOR(dev_t rtc)。//獲得次設(shè)備號? 將主設(shè)備號和次設(shè)備號轉(zhuǎn)換成dev_t類型：這也是一個封裝好的函數(shù)dev_t =MKDEV(int ，int )； ⑷ 分配主設(shè)備號 手工分配主設(shè)備號的函數(shù)：include linux/ //這是Linux內(nèi)核中有關(guān)設(shè)備號的頭文件int register_chrdev_region( dev_t num, unsigned int , char *rtc )；這是自己手動把num分配給rtc作為主設(shè)備號。 ⑹ 釋放設(shè)備號void unregister_chrdev(dev_t, unsigned int )。實現(xiàn)字符設(shè)備驅(qū)動，最重要的就是字符設(shè)備結(jié)構(gòu)體cdev，以及驅(qū)動接口結(jié)構(gòu)體file_operations。 /* 內(nèi)核內(nèi)嵌的對象 */ struct module *xxx。 /*文件操作結(jié)構(gòu)體*/ struct list_head xxx。 /*設(shè)備號*/ unsigned int xxx。 ⑵ file_operations 結(jié)構(gòu)體字符驅(qū)動和內(nèi)核的接口：在內(nèi)核代碼中，./include/linux/，定義了字符驅(qū)動程序只要填充一個file_operations結(jié)構(gòu)體并把它注冊到內(nèi)核中，內(nèi)核就有了通過它操作這個字符設(shè)備的能力。 ⑸ cmd 參數(shù)的定義