Linux驱动的学习方法---基于4412开发板学习笔记

一世风云

Linux驱动的学习方法---基于4412开发板学习笔记

1. Linux驱动的学习方法 Linux内核中有上百个驱动，知识点多且杂，对于想学习驱动的同学来说，需要尽快掌握基础知识：如开发板的基本使用，硬件基础知识，开发环境的搭建，Linux常用工具，内核的编译以及烧写，Linux shell命令，C语言基础，Linux内核的简单裁减和配置，Linux系统编程等等 没有上面的基础知识，驱动的学习无疑是在建空中楼阁。 Linux操作系统相当于“一个球”，程序员要做的事情就是在这个球上添加驱动来实现具体的功能，不用去管这个球是从哪里开始旋转，转到什么地方了。更简单的理解就是，Linux只是一个工具，学会使用就可以了，就像学习汽车驾驶，没有教练会从发动机原理开始讲解，只会给你发一些指令如“方向盘右转一圈”“方向盘左转一圈”“拉手刹”“换挡”等。 当然学习Linux的最好的方法是阅读内核，但是在没有基础之前不要过多的去研究内核的东西。 在嵌入式Linux驱动工程师的工作中，移植驱动是必须掌握的技能，在学会了如何移植驱动，找到合适的工作之后，如果你对内核源码感兴趣，而且还有富余的时间，可以看一看内核中“精妙”的代码，不过这对于工作并没有太多直接的帮助，可以纯粹的作为一个兴趣爱好来研读。 2. Linux设备驱动的分类 Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序代码的不断充实。在Linux内核的不断升级过程中，驱动程序的结构却是相对稳定的。 Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络设备(network device)三种。字符设备是指存取时没有缓存的设备。块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)，字符设备则没有这个要求。典型的字符设备包括鼠标、键盘、串行口等。块设备主要包括硬盘软盘设备、CD-ROM等。一个文件系统要安装（mount）到操作系统的块设备上。 网络设备在Linux里做专门的处理。Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket机制。在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据的传递。系统里支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。 3.以模块的形式编译驱动模块加载函数 模块的加载函数“module_init(function)”，返回整数型，如果执行成功，则返回0。否则返回错误信息。 有时候芯片供应商并不提供芯片驱动的源码，只是提供驱动module的ko文件，这个时候就需要调用request_module(module_name)来加载驱动。 在Linux中，标示为_ _init的函数都是初始化函数，这些函数占用的内存空间，在Linux启动或者模块加载初始化之后，是会被释放掉的。除了函数，数据也是可以被定义为“_ _数据”，这些数据在Linux启动或者或者模块加载初始化之后，也是会被释放掉。这一部分的知识，在后面会逐渐使用到。 模块卸载函数 模块卸载就是模块加载的“逆向过程”，比较容易理解。 模块的卸载函数“module_init(function)”不返回任何值。 一般说来，我们在卸载函数中要完成和加载函数中相反的功能，例如你调用了系统或者硬件的资源，那么你在卸载函数中，就需要释放掉。 模块编译的流程 Linux模块一般是使用脚本语言来编译，脚本语言的种类非常多，语法丰富，不过我们只需要学会使用即可，能够仿照着写就可以了，这并不影响我们开发。 如下图所示，模块的编译流程图。 通过上图可以看到编译中，当执行执行make命令之后，调用Makefile文件进行Linux模块的编译。 Linux模块的编译分为两个条线。 红色的线：进入Linux源码中，调用版本信息以及一些头文件等。 这一条线经过的是整个Linux的源码文件。 橙色的线：搜集完Linux源码树的信息之后，Makefile继续执行，调用编译.KO文件的源码文件，这里是mini_linux_module.c这个“iTop4412_Kernel_3.0”整个源码。 这一条线走的是mini_linux_module.c，虽然都是源码，但是此源码非彼源码。 Makefile文件通过执行上面两条线，通过搜集到信息，最终编译生成.KO模块 这里我们要学习和理解的重点就是，编译模块也必须用到内核的源码，因为这涉及到内核版本以及头文件。如果版本不对，那么模块有可能无法加载和运行；如果没有头文件，编译就无法通过。 脚本文件Makefile   在单片机或者上位机编程的时候，都有集成开发工具。程序员按照开发工具的规则，将代码放入指定的位置，通常是一个main.c文件加上很多.c文件，代码写好了，开发工具中某个按钮一点，就给你自动编译成了二进制文件。 在Linux中，并没有这样的集成开发工具，这里还需要自己写编译文件Makefile。 编译文件一般是用脚本编写，脚本成千上万，脚本语言学也学不完，脚本的学习最好是用到哪里学到哪。 Makefile编译文件如下，下面的这个文件可以在Linux驱动视频目录“02_HelloDriverModule”下找到。 #!/bin/bash #通知编译器我们要编译模块的哪些源码 #这里是编译itop4412_hello.c这个文件编译成中间文件mini_linux_module.o obj-m += mini_linux_module.o #源码目录变量，这里用户需要根据实际情况选择路径 #作者是将Linux的源码拷贝到目录/home/topeet/android4.0下并解压的 KDIR := /home/topeet/android4.0/iTop4412_Kernel_3.0 #当前目录变量 PWD ?= $(shell pwd) #make命名默认寻找第一个目标 #make -C就是指调用执行的路径 #$(KDIR)Linux源码目录，作者这里指的是/home/topeet/android4.0/iTop4412_Kernel_3.0 #$(PWD)当前目录变量 #modules要执行的操作 all:         make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules #make clean执行的操作是删除后缀为o的文件 clean:         rm -rf *.o 如上图所示，就是编译mini_linux_module的脚本文件。下面详细的介绍每一句的含义。 #!/bin/bash 通知编译器这个脚本使用的是那个脚本语言 obj-m += mini_linux_module.o 这是一个标准用法，表示要将mini_linux_module.c文件编译成mini_linux_module.o文件，如果还需要编译其它的文件，则在后面添加即可。 KDIR := /home/topeet/android4.0/iTop4412_Kernel_3.0 这一行代码表示内核代码的目录，如果没有内核源码，那么模块的编译无法进行，因为会缺乏版本支持和头文件。KDIR是一个变量。 PWD ?= $(shell pwd) 这一句是提供一个变量，然后将当前目录的路径传给这个变量。pwd是一个命令，表示当前目录，PWD是一个变量。 all:         make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules 在使用执行脚本编译命令“make”的时候，它会默认来寻找这一句，make -C 表示调用执行的路径，也就是变量KDIR，变量KDIR中有内核源码目录的路径。 PWD表示当前目录。 modules表示将驱动编译成模块的形式，也是就是最终生成KO文件。 clean:         rm -rf *.o 在重新修改了源码之后，可以执行“make clean”命令来清除一些无用的中间文件，这里选择的是清除后缀为“o”的文件。

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好好学习下

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学习下

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谢谢。。。