Linux裝置驅動第一天學習筆記（如何將系統在開發板上運行起來、驅動開發基本步驟）__Linux

如何將系統在開發板上運行起來。
4.0 交叉編譯器的擷取。廠家提供 網上下載（廠家確認）
4.1 uboot進行操作。
1，解壓廠家源碼
2，進入源碼
3，make distclean 徹底刪除源碼的目標、臨時檔案
4,make xxx_config 針對某個CPU和開發板進行配置
5,make編譯
6，結果產生u-boot.bin
7,利用廠家提供的燒寫方法進行燒寫
8，uboot源碼/include/configs/xxx.h,硬體相關的標頭檔資訊，也是移植的重點關注的檔案，瞭解當有uboot當前的支援的硬體資訊。

4.2 kernel進行操作

1，解壓廠家源碼
2，進入源碼
3，make distclean 徹底刪除源碼的目標、臨時檔案，擷取最乾淨的原始碼，不要讓上一次的編譯結果影響到這一次編譯
4,make xxx_defconfig 針對某個CPU和開發板進行配置, xxx_defconfig位於arch/arm/configs/目錄下面找同名的設定檔.
5,make menuconfig 做三個檢查：
檢查當前核心是否支援當前CPU架構；
檢查當前核心是否支援當前處理器；
The System type（處理器） -> ….
檢查當前核心是否支援當前的開發板；
Board selection(開發板)
6，make zImage/make uImage
7,編譯結果;arch/arm/boot/zImage(uImage)
8,平台代碼檔案 arch/arm/mach-處理器名/mach-開發板名.c
多多看這個目錄下對應平台下面的檔案，這裡的檔案很多與硬體相關；

4.3 掛接rootfs(根檔案系統)

方法一：可以使用廠家提供（廠家的提供的根檔案系統非常龐大，裡面可能有很多我們用不到的服務）;
方法二：鼓勵自己製作rootfs，利用busybox;

系統啟動時間：uboot時間+核心啟動時間+掛接根檔案系統時間；

4.4 設定系統啟動的參數；
最關鍵的參數：
bootcmd ： 用於載入和引導核心
bootargs：用於給核心傳遞參數，指示核心將來掛接根檔案系統。

給核心傳遞的方法。切記
方法一：利用uboot的bootargs ，
方法一：如果有的boardloader沒有bootargs，可以核心自身傳遞參數（在源碼裡面）；
在原始碼中執行：
make menuconfig
Boot options ->
（console = xxx）Default kernel command string //核心自己給自己傳遞參數，把游標移動到這個位置，按斷行符號進行修改，例如利用NFS網路啟動：root = /dev/nfs nfsroot = 192.168.1.5 儲存即可
[] Alwasy use the default dernel commad string //如果選擇為*，uboot的bootargs無效，核心自己傳遞有效；如果不選擇，則相反；

4.5 NFS網路檔案系統啟動的注意事項
1，ubuntu系統必須搭建好NFS網路服務
vim /etc/exports
sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart
2,配置核心支援NFS網路檔案系統
make menuconfig
File system —>
[*] Network File systems —>
[*] Root file system on NFS //必須選中，否則無法掛接NFS網路檔案系統

Linux裝置驅動開發相關內容：

ARM&Linux工作模式。
SVC（管理）模式、USR模式；
USR模式切換到SVC模式。通過軟體中斷切換；
當代碼在USR模式運行，軟體就對應在使用者空間運行；
當代碼在SVC模式運行，軟體就對應在核心空間運行；

使用者空間與核心空間：
使用者空間：
包含的軟體：應用程式（軟體）、C庫、自己封裝製作的動態庫
CPU的工作模式：USR
虛擬位址空間範圍：0x000,0000~ 0XBFFF,FFFF （3G記憶體）
採用虛擬記憶體技術前提是CPU必須整合MMU
使用者不能訪問核心地址空間，包括代碼和資料；
使用者不能直接操作硬體資源；
要和核心空間通訊必須採用系統調用
要和核心空間進行通訊，其實就是CPU工作模式的切換
USR模式與SVC模式的切換採用非強制中斷
核心空間：
包含的軟體：進程管理、記憶體管理、裝置驅動、檔案系統、TCP/IP網路通訊協定棧
CPU的工作模式：SVC
虛擬位址空間範圍為：0xC000,0000 ~ 0xFFF,FFFF（核心1G的虛擬位址空間對於所有進程共用）
能夠直接存取硬體資源

總結：使用者空間與核心空間劃分的目的：實現作業系統的安全保護
使用者空間與核心空間劃分的依據本質要依賴ARM工作模式
使用者空間與核心空間進行資料通訊必須利用系統調用

使用者 軟體編程格式

#?include<stdio.h> //標準C的標頭檔int main(int argc,char *argv[])//程式入口{   printf("hello word! \n");   return 0;//程式出口}

核心空間 軟體編程格式

#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>//標頭檔位於核心源碼static int fifth_drv_init(void){    printk("hello word,%s \n!",__func__);//其中k代表kernel    return 0;}static void fifth_drv_exit(void){}module_init(fifth_drv_init);//module_init 入module_exit(fifth_drv_exit);//module_exit 出

入口：通過module_init修飾的函數
出口：通過module_exit修飾的函數
module_init的定義也位於核心源碼；

實驗：

1，mkdir /opt/drivers/day01/1.0  -p     //  -p, --parents     需要時建立上層目錄，如目錄早已存在則不當作錯誤2, cd   /opt/drivers/day01/1.0 3, vim helloword4,儲存退出

核心基本編程規範：
1，不允許使用標準C的庫和標頭檔，核心使用的標頭檔都是位於核心源碼
2，核心列印函數不是printf,而是使用核心提供的列印函數printk();列印輸出的格式與C一樣
3，核心模組代碼沒有main函數，取而代之的是module_init宏指定的函數為核心模組代碼的入口函數；整個軟體在運行時，首先啟動並執行是入口函數。
入口函數的傳回值：成功返回0 失敗返回負值
4，核心模組代碼對應的出口是module_exit宏指定的函數；
5，module_init、module_exit的源碼同樣位於核心源碼
6，核心驅動編程一定要注意記憶體的合法訪問，否則會造成系統崩潰
7，核心驅動編程不允許處理float或double
8,進程在使用者空間的棧和核心空間的棧是不一樣的，核心空間分配8K
9,在編譯核心驅動程式時，需要額外編寫Makefile,來關聯源碼。
10，驅動對應的可執行檔為ko結尾，相關操作命令
insmod rmmod lsmmod modinfo
11,核心模組資訊 許可聲明必須添加 : MODULE_LICENSE(“GPL”);
12,模組的命令列傳參
本質目的：在載入模組或模組運行期間（卸載模組之前）能夠給模組傳遞參數資訊

筆試題：闡述你對static的認識。

核心模組學源碼編譯問題：
明確：核心模組源碼編譯必須要結合核心原始碼 /opt/kernel
編譯只需在 /opt/drivers/day01/1.0 添加一個Makefile即可：

obj -m += helloword.o #將helloword.c編譯成對應的二進位可執行模組檔案helloword.koKDIR = /opt/kernel  #指定核心源碼路徑all :  #偽目標，這裡沒有依賴    #make前是tab鍵而非空格    make -C $(KDIR) SUBDIRS = $(PWD) modules     # -C表示到某個指定的目錄下去編譯，類似: cd /opt/kernel; make    # SUBDIRS：指定一個子目錄，這個子目錄為當前路徑。 其中PWD為系統全域環境變數，目前的目錄;告訴核心原始碼，在這個目錄下面的檔案需要編譯成模組    #採用模組化編譯，將.c編譯成.ko檔案    #展開為：make -C /opt/kernel SUBDIRS=/opt/drivers/day01/1.0 modulesclean:    make -C $(KDIR) SUBDIRS = $(PWD) clean

編譯：
只需執行make命令即可
結果helloworld.c編譯成對應的helloworld.ko檔案
注意：在編譯helloworld.c之前，如果核心源碼沒有配置、編譯，必須先對其進行配置、編譯

調試宏：
FILE,FUNCTION,LINE,DATE,TIME

vim技巧：
如果在同一個檔案裡面，有重複出現的函數或變數，可以ctrl+n自動補全
行複製：shift+v 選中行，然後上下選擇

如何運行使用核心模組可執行檔helloword.ko?核心空間其實就是我們的zImage;

insmod helloword.ko #載入模組到核心中，一旦載入成功，核心首先執行對應的入口函數，如果入口函數返回0，模組載入成功，模組正式投入運行，如果返回一個負數，模組載入失敗rmmod helloword  #用於從核心中卸載模組，當卸載模組時，對應的出口函數被核心執行，一旦卸載，核心就無此模組lsmod  #查看當前核心有哪些載入的模組modinfo helloword #查看模組.ko本身的屬性或特性

實驗步驟：

 1,file helloworld.ko查看模組的屬性 1，cp helloworld.ko  /opt/rootfs /   //拷貝到開發板的根檔案系統 2,insmod helloworld.ko 4,lsmod 5,rmmod 

可能遇到的問題
問題1：
helloworld: module license ‘unspecified’ taints kernel。
原因：helloworld模組沒有指定具體的許可聲明。
解決方案：添加 MODULE_LICENSE(“GPL”) ；添加許可資訊必須加

問題2：
卸載模組時提示以下資訊，無法卸載：rmmod chdir(/lib/modules) no such file….
原因：沒有目錄
解決方案：
在開發板中執行：mkdir /lib/modules
如果又提示：rmmod chdir(/lib/modules/2.6.3.5) no such file….
在開發板中執行：mkdir /lib/modules/2.6.3.5

核心模組參數

應用程式的命令列傳參：

int main(int argc,char *argv[]){//argc 表示參數個數，argv 參數資訊      int a,b,c;      if(argc<4){         return  -1;      }       //將字元轉為整數      a = strtoul(argv[1],NULL,0);      b = strtoul(argv[2],NULL,0);      c = strtoul(argv[3],NULL,0);      printf("a = %d,b=%b,c=%c",a,b,c);}

運行 ./a.out 100 200 300

問：核心模組源碼對應的ko檔案，當在載入時，能夠像應用程式的命令列傳參一樣也傳遞參數。可以，需要利用核心的模組參數。
核心模組的使用：
目的：能夠在載入模組或模組運行期間（只要模組不卸載）能夠給模組傳遞額外的參數資訊

static int irq;//0static char *pstr;//NULL/*** module_param(name,type,perm)* 功能：指定模組參數，用於載入模組時或載入以後傳遞參數給模組* name:模組參數的名稱* type：模組參數的資料類型，不允許傳浮點數據，如果一定要*       bool inbool  charp short ushort int uint long ulong* perm：模組參數的存取權限。許可權一般用八進位表示,如 0664 （0表示八進位）*       如果perm（許可權）非0，那麼載入模組以後，會在/sys/modules目錄下產生一個跟模組名同名的目錄，在這個目錄的paramter目錄下會有一個跟變數名同名的檔案，通過修改這個檔案可以修改變數的值 *       如果perm（許可權）為0，則不會產生許可權檔案**/module_param(irq,int,0664);//模組參數的聲明,0664可讀可寫module_param(pstr,charp,0);//模組參數的聲明/* *  如irq的許可權為 0664，則會產生  /sys/modules/helloworld/parameters/變數名，檔案的內容為變數的內容*  可以通過 "echo 要寫入的內容 > /sys/modules/helloworld/parameters/變數名" 修改變數（會修改檔案內容）*/ static int fifth_drv_init(void){    printk("init irq = %d,pstr = %s \n",irq,pstr);    return 0;}static void fifth_drv_exit(void){    printk("exit irq = %d,pstr = %s \n",irq,pstr);}module_init(fifth_drv_init);//module_init 入module_exit(fifth_drv_exit);//module_exit 出

將上述儲存退出，然後將檔案拷貝到。。。,實驗步驟：

insmod helloworld.kormmod helloworldinsmod helloworld.ko irq = 100  pstr = tarena  #傳參cat /sys/modules/helloworld/parameters/irq #查看irq檔案的內容echo 255 > /sys/modules/helloworld/parameters/irq #向檔案寫入新值rmmod helloworld #查看輸出的值是否發生了變化