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ISA总线接口实验 实验内容 实验目的 实验方法 实验原理 实验步骤 结果与分析 实验目的 了解ISA总线的相关知识； 了解通过ISA接口扩展的实验设备； 掌握在Linux下访问ISA设备的方法； 掌握在Linux下编程访问指定设备寄存器的方法； …… 实验方法 阅读实验原理中的相关介绍，了解ISA总线的历史发展与技术特点 Linux下编程访问ICH4的计数器、RTC等功能部分 Linux下编程访问扩展实验板上7段数码管、8253定时器、8255并口等设备 学习字符设备驱动程序，编写实际的字符设备驱动程序 实验原理 ISA总线 全称：Industry Standard Architecture总线 最初用于IBM PC，为8位总线 IBM PC/AT中扩展为16位 EISA协会开发的EISA总线为32位，向下兼容8位与16位ISA总线 PC104总线 用于工业控制计算机、嵌入式领域 具有功耗低、占用空间小、可扩展等特点 Linux设备驱动程序 Linux中IO设备分为： 字符设备：无需缓冲区直接读写，只能顺序访问 块设备 ：以块为单位读写，可随即访问 网络设备：通过BSD套接口访问 Linux驱动程序 将底层设备抽象为设备文件 属于内核代码，运行在内核空间 可以使用Module模式，可以动态加载 字符设备驱动程序 定义了Module中必须定义的函数init_module和cleanup_module 定义了结构体struct file_operations fops，里面定义了对应的read、write、open、release等函数 函数依次对应了对设备读、写、打开、释放等操作对应内核驱动需要进行的工作 设备通过主设备号与次设备号进行区分。在确定系统中设备号可以在代码中指定，也可以由系统自动分配 驱动程序分析 包括的头文件 linux/fs.h：定义了file_operations结构体 asm/uaccess.h：定义了其中用到的put_user函数 init_module函数 调用register_chrdev向系统注册字符设备，返回值即系统分配的主设备号 分配的主设备号小于0，则表示注册设备错误 驱动程序分析（续1） device_open函数 打开设备时驱动需要完成的工作 由于这里是虚拟设备，因此只是完成了部分内部变量的初始化，以及设备使用次数加1 device_release函数 关闭设备时驱动需要完成的工作 这里仅仅将设备使用次数减1 驱动程序分析（续2） device_read函数 将需要输出的信息拷贝到用户空间，也就是提交给对设备进行读操作的程序 device_write函数 这里不支持写操作，因此仅仅打印出提示信息 cleanup_module函数 调用unregister_chrdev从系统注销字符设备 Linux下直接访问IO地址 in，out，ins，outs inb、inw、inl：从指定IO地址读1、2、4个字节 outb、outw、outl：向制定IO地址写入数据 inb_p、inw_p、……、outl_p：在执行完读写命令后，执行一条空指令，暂停一下CPU ioperm 设置IO端口读写许可 需要有root权限 ioperm(from, num, turn_on) 可以使用IO命令访问的设备 ICH4中的定时器（8254） 0通道计数器：40H 1通道计数器：41H 2通道计数器：42H 计数器控制器：43H 扩展实验板上的定时器（8253） 控制寄存器地址：283H 计数器0地址：280H 计数器1地址：281H …… 可使用IO命令访问设备（续） ICH4中的实时钟RTC RTC寄存器地址索引端口：70H RTC数据端口：71H 扩展实验板上的并口控制器（8255）＋7段数码管 8255控制寄存器端口：28BH 8255 A口地址：288H 8255 C口地址：28AH 实验步骤 Linux下使用IO命令访问下列设备： ICH4中的定时器（8254） ICH4中的实时钟（RTC） 扩展实验板上的定时器（8253） 扩展实验板上的7段数码管 …… 编写下列设备的字符设备驱动程序 ICH4中的RTC 扩展实验板上的7段数码管 * * *