嵌入式内核及驱动开发之学习笔记（一） 认识与使用驱动模块

应用层的进程是通过内核层驱动来访问硬件的，Linux内核源码在每次编译之后生成一个总的镜像，将镜像加载内存中运行并使用（内核在系统运行时会占用内核空间）。驱动属于内核源码的一部分，如果每次修改驱动都要重新编译加载内核的话，这太麻烦了，所以我们通过模块，使驱动可以独立于内核镜像之外，并能动态的加载和卸载。

在搭建好开发环境之后，通过source insight我们可以方便的查看和编辑内核源码，并结合交叉编译工具链实现编辑--编译--烧录--执行 的完整开发流程。

• 物理机（Win7）     程序编辑环境
• 虚拟机（Ubuntu14.04） 程序的编译环境
• 开发板（FS4412）  程序的调试运行环境

 

编写驱动

创建驱动文件hello.c，编辑源码

#include 
#include 
#include 


static int __init hello_drv_init(void)
{
	printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);	
	return 0;
}

static void __exit hello_drv_exit(void)
{
	printk("-------%s-------------\n", __FUNCTION__);
}


module_init(hello_drv_init);
module_exit(hello_drv_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

这个简单的驱动模块代码，没有涉及到任何硬件，它的功能是可以在加载和卸载该模块时打印输出信息，仅此。要建立这个框架，分成4个步骤：

1.加载头文件 
#include                 包含模块装卸载函数原型声明
#include               这里没有用到其实
#include                  包含printk函数的原型声明

2.驱动模块装载/卸载函数声明
module_init(hello_drv_init);                          装载 hello_drv_init为回调函数
module_exit(hello_drv_exit);                          卸载 hello_drv_exit为回调函数

3.实现函数入口（回调函数实现）
static int __init hello_drv_init(void)
{
    return 0;
}

static void __exit hello_drv_exit(void)
{
     return ;
}

4.GPL声明
MODULE_LICENSE("GPL");       一种开源声明
 

 

编辑Makefile的规则

用来负责驱动文件的编译和管理。这里make -C参数，借用了内核源码根目录中的Makefile文件的规则来编译驱动代码生成成.ko模块。

ROOTFS_DIR = /nfs/rootfs

ifeq ($(KERNELRELEASE), )

#利用当前系统的内核中的Makefile进行编译
#KERNELDIR:= /lib/modules/$(shell uname -r)/build/

#或是指定内核源码的根目录
KERNEL_DIR = /mnt/hgfs/sharefolder/kernel/linux-3.14-fs4412
CUR_DIR = $(shell pwd)

all :
	make -C  $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) modules

clean :
	make -C  $(KERNEL_DIR) M=$(CUR_DIR) clean
	
install:
	cp -raf *.ko   $(ROOTFS_DIR)/drv_module


else

obj-m += hello.o


endif

 

ROOTFS_DIR变量指定 nfs共享根目录
KERNEL_DIR变量指定 内核源码的根目录（绝对路径）
obj-m += hello.o 表示将hello.o这个目标文件编译成模块

 

编译动作

Ubuntu系统中进入Makefile所在目录

linux@linux:/mnt/hgfs/sharefolder/kernel/linux-3.14-fs4412/drivers/mydrivers/hello_drv$ make

linux@linux:/mnt/hgfs/sharefolder/kernel/linux-3.14-fs4412/drivers/mydrivers/hello_drv$ make install

 

 

加载/卸载模块的指令

在内核运行时

• insmod xxx.ko   装载
• rmmod xxx       卸载
• modinfo         查看

 

其他

对模块的传参

有时候对原厂开发，一些代码叫做固件，我们不能进入函数的内部去修改参数的默认指定。通过命令行传参

• 手动传递

insmod hello.ko myname="george" myvalue=33

• 函数接收

 module_param(name, type, perm)

 

符号表

使用 EXPORT_SYMBOL 可以将一个函数以符号的方式导出给其他模块使用。原理类似于应用层的动态库。 这样就使模块与模块之间形成依赖关系（使用方依赖于导出符号的模块），例如

EXPORT_SYMBOL(my_add);   my_add是导出的函数名

//math.c
#include 
#include 

int my_add(int a, int b)
{
	return a+b;
}

EXPORT_SYMBOL(my_add);


MODULE_LICENSE("GPL");