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Linux嵌入式驱动开发01——第一个驱动Hello World(附源码)

Linux嵌入式驱动开发01——第一个驱动Hello World(附源码)

文章目录
  • 全系列传送门
  • 引言
  • 驱动介绍
  • Hello World
    • 1. 包含头文件
    • 2. 驱动模块的入口和出口
    • 3. 声明信息
    • 4. 功能实现
    • 完整代码
  • 编译
    • 第一种方法
    • 第二种方法
  • 编译成模块
    • 第一步:Makefile
    • 第二步:编译驱动
      • 准备
      • 配置环境变量
      • 编译
  • 加载驱动模块
    • 发送到板子
    • 卸载模块
  • 编译驱动实践(usb转串口驱动)
    • 任务需求
    • 分析

全系列传送门

Linux嵌入式驱动开发01——第一个驱动Hello World(附源码)

Linux嵌入式驱动开发02——驱动编译到内核

Linux嵌入式驱动开发03——杂项设备驱动(附源码)

Linux嵌入式驱动开发04——应用层和内核层数据传输

Linux嵌入式驱动开发05——物理地址到虚拟地址映射

Linux嵌入式驱动开发06——第一个相对完整的驱动实践编写

Linux嵌入式驱动开发07——GPIO驱动过程记录(飞凌开发板)

Linux嵌入式驱动开发08——字符设备(步步为营)

Linux嵌入式驱动开发09——平台总线详解及实战

Linux嵌入式驱动开发10——设备树开发详解

Linux嵌入式驱动开发11——平台总线模型修改为设备树实例

Linux嵌入式驱动开发12——pinctl和gpio子系统实践操作

Linux嵌入式驱动开发13——ioctl接口(gpio控制使用)

Linux嵌入式驱动开发14——中断的原理以及按键中断的实现(tasklet中断下文)

Linux嵌入式驱动开发15——等待队列和工作队列

Linux嵌入式驱动开发16——按键消抖实验(内核定时器)

Linux嵌入式驱动开发17——输入子系统

Linux嵌入式驱动开发18——I2C通信

引言

之前也算是一直在学习嵌入式Linux的开发,裸机开发,uboot配置,系统编译,驱动开发,Qt开发, 这一套一知半解的看下来对于怎么开发Linux,还是一头雾水 ,没有一个明确的认知,所以对于这方面的知识打算从头重新建立一个完整的学习框架,这次更加去注重理论的理解和相通性。

驱动介绍

驱动分为四个部分

  • 头文件
  • 驱动模块的入口和出口
  • 声明信息
  • 功能实现
Hello World 1. 包含头文件
#include 
#include 

#include 包含宏定义的头文件

#include 包含初始化加载模块的头文件

2. 驱动模块的入口和出口
module_init(XXXX_init);
module_exit(XXXX_exit);
3. 声明信息
MODULE_LICENSE("GPL");              //声明模块拥有开源许可
4. 功能实现
static int hello_init(void)
{
    printk("hello worldn");          // 在内核中无法使用c语言库,所以不用printf
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    printk("byen");
}
完整代码

Linux嵌入式驱动模块modules_helloworld

#include 
#include 

static int hello_init(void)
{
    printk("hello worldn");          // 在内核中无法使用c语言库,所以不用printf
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    printk("byen");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);


MODULE_LICENSE("GPL");              //声明模块拥有开源许可

因为我使用的是vscode进行编辑,对于一些库,不知道自己有没有选择正确怎么办?

因为是编写 Linux驱动,因此会用到 Linux源码中的函数。我们需要在 VSCode中添加 Linux源码中的头文件路径。打开 VSCode,按下 Crtl+Shift+P”打开 VSCode的控制台,然后输入

C/C++: Edit configurations(JSON) 

打开 C/C++编辑配置文件,如图 所示:

打开以后会自动在 .vscode目录下生成一个名为 c_cpp_properties.json的文件,此文件默认内容如下所示:

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "gnu17",
            "cppStandard": "gnu++14",
            "intelliSenseMode": "gcc-x64"
        }
    ],
    "version": 4
}

第 5行的 includePath表示头文件路径,需要将 Linux源码里面的头文件路径添加进来,也就是我们前面移植的 Linux源码中的头文件路径。添加头文件路径以后的 c_cpp_properties.json的文件内容如下所示:

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**",
                "/work/linux-4.1.15/include",
                "/work/linux-4.1.15/arch/arm/include",
                "/work/linux-4.1.15/arch/arm/include/generated"
            ],
            "defines": [],
            "compilerPath": "/usr/bin/gcc",
            "cStandard": "gnu17",
            "cppStandard": "gnu++14",
            "intelliSenseMode": "gcc-x64"
        }
    ],
    "version": 4
}

第 7~9行就是添加好的 Linux头文件路径。分别是开发板所使用的 Linux源码下的 include、arch/arm/include和 arch/arm/include/generated这三个目录的路径,注意,这里使用了绝对路径。

编译 第一种方法

把驱动编译成模块,然后使用命令把驱动加载到内核里

第二种方法

直接把驱动编译到内核

编译成模块

我们用的第一种方法,编译成模块,然后加载

所以我们需要写一个Makefile

第一步:Makefile
# 开发板Linux内核的实际路径 
# KDIR变量
KDIR:=/work/linux-4.1.15

#  获取当前目录
PWD:=$(shell pwd)

# obj-m表示将 chrdevbase.c这个文件 编译为 chrdevbase.ko模块。
obj-m += helloworld.o

# 编译成模块
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
第二步:编译驱动

编译驱动之前需要注意的问题:

  1. 内核源码一定要先编译通过
  2. 我们编译驱动模块用的内核源码要和板子上的Linux内核源码是同一套
  3. 看一下我们ubuntu的环境是不是arm
准备

使用命令

make menuconfig


可以打开这个可视化的配置界面

如果上方的红圈位置显示x86,那么输入

export ARCH=arm

修改成arm才可以

配置环境变量

在使用make指令前,要先进行环境变量的配置

. /opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.1.0/environment-setup-cortexa9hf-neon-poky-linux-gnueabi 
编译

使用指令

make


生成了ko文件,这就是我们的驱动模块

加载驱动模块 发送到板子

使用指令进行网络发送文件

 scp helloworld.ko root@192.168.0.232:/lib/modules/4.1.15-dirty/


然后在我们的板子上的/lib/modules/4.1.15-dirty/目录下就可以看到文件了,加载驱动

insmod helloworld.ko


可以看到执行了我们之前写的printk(“hello worldn”);指令,进一步查看加载过的模块

lsmod

卸载模块

使用指令

rmmod hellworld

注意:这里没有ko后缀

再次查看列表,可以看到已经没有了helloword驱动模块

编译驱动实践(usb转串口驱动) 任务需求

开发板上自带的串口不够使用的情况下,我们需要对串口进行扩展,其中一个方法就是使用usb转串口来进行实现,扩展我们的串口,但是我们的开发板是没有这个驱动来支持这个工作,所以,我们要进行驱动的加载。

分析
  1. 先去内核源码里去搜索,如果有的话,我们可以直接选择这个驱动,然后使用。
  2. 假设没有这个驱动,我们需要自己编译一个驱动,然后加载到内核中运行

USB转串口用到的芯片都比较成熟,比如CH340,CH340支持的驱动非常的全面,我们去官网下载就可以了

http://www.wch.cn/download/CH341SER_LINUX_ZIP.html


打开压缩包,我们只需要里面的c源文件就可以

然后复制到wsl中,把上面helloworld的makefile也复制过来


修改makefile的文件名,就可以了

然后就是配置环境变量,编译

生成了ko文件,发送到板子指定目录
ssh登录开发板,然后就可以看到了,insmod安装

这样,我们从网上找到源码然后移植加载,就成功了。

因为大部分的开发板都会继承这个常见的驱动模块,所以,我i们只需要熟悉这个过程就好了。

后面我们继续研究怎么把我们的驱动编译到内核中

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