PEAK-System公司的一块CAN的Linux驱动测试 和 驱动调试经验小结

一、背景

        实验室之前的一个小车项目，想用CAN总线作小车各个部分的通讯，而且是想用实时Linux系统—xenomai。但是针对这种不是很常用的实时系统，一般厂商不会提供带这种系统的驱动的设备。于是找到了PEAK-System的产品，因为主板是用的研华PC104标准的工控机PCM3362，所以选择的CAN卡是PC/104接口—PCAN-PC/104，CAN卡和PC104通过PC104插槽连接（驱动程序对PC104和ISA接口没作区分）如下图示

                    

二、本篇文章的目的

        在我用这个产品的Linux驱动，并测试CAN发送接收功能的过程中，遇到了一些问题，最后也解决了。在此将这个过程记录下来。供学习参考。

        同时，我觉得PEAK-System的驱动程序源码写的非常好看，打算学习一下它们的程序设计风格，在我接下来的项目中模仿它们的风格写自己的驱动程序。另外我非常想吐嘈一下研华的CAN卡产品，驱动做的很烂，而且只支持很老的Linux内核版本，更不要说支持实时Linux了，而且驱动程序源码也写的不好。

 

三、测试过程和问题以及解决方法

        要使用产品提供的驱动程序，并自己的计算机上编译并装载，当然得主要看产品给的驱动程序使用说明文档。因为全是厂家写的，怎么给编译参数，怎么给装载参数，都得仔细读文档。

        比如编译时的make参数选择，如果不带任务参数也行，就会用makefile文件里提供的默认参数。一般厂家的同一功能的产品会包含许多同类的产品，比如Peak的CAN卡有各种接口的CAN卡，他们把驱动都写在一个驱动文件里了。make的时候要仔细读怎么给参数，如果文档给的不清楚，就去看makefile文件中，各个参数的意思！

        1、sudo make PAR=NO USB=NO PCI=NO PCIEC=NO DNG=NO ISA=ISA_SUPPORT NET=NO PCC=NO RT=NO_RT DBG=DEBUG

         大概意思是只编译ISA接口的驱动，其它接口就不编译了，如果编译也行。 DEG=DEBUG打开debug模式，这样会把一些调试程序也编译进驱动，在运行过程中，驱动程序会输出一些调试信息，供调试找问题用。这项功能很有用，值得学习！！

        2、sudo make install

          像make install,make clean等命令，都是makefile里面用脚本实现的，通常make install是把一些文件拷贝到根文件 / 目录下去。我了解的是Peak的make install会把用modprobe 命令装载该驱动的规则拷贝过去。 modprobe命令需要一个规则文件？？这个原理我还没了解过。

        3、装载驱动程序sudo modprobe pcan   或者 sudo insmod pcan.ko

          我只会用insmod，对modprobe不是很了解。但是若1步骤中把所以接口驱动都编译进去，则用insmod加载会失败，说是找不到很多符号。而modprobe则能成功，是因为modprobe正是解决加载过程中，驱动程序之间的依赖问题。  但是如果只编译ISA驱动，用insmod命令就行了。

          用dmesg命令查看加载驱动程序的输出信息，内核打印函数printk(KERN_ALERT "messages")输出的信息。

          用tail /var/log/messages查看输出信息。。。。尚未发现这二个的区别。。。

        4、驱动程序装载后，不一定成功，虽然用lsmod也能显视出装载模块里有pcan了，但是可能没有申请相应的资源成功，比如用cat /proc/pcan  或者 cat /proc/ioports等命令查看相应的中断，地址端口有没有被分配给pcan设备。

          不得不说PEAK-System的一个坑爹的地方就在这里，我一直照着说明书装。最后对设备打开操作时，却始终出现找不到设备的错误，就是在此。因为在3中装载也必须给参数，否则驱动程序则不为任何设备申请资源（没有默认值）。所以我用cat /proc/pcan一直是空。

          正确的命令应该是： sudo insmod pcan.ko  type=isa,isa (type必须显视给定，而其它ioports, 中断号等用默认的就行）

          我大部分时间都是卡在4步骤，最后是去读驱动程序源码，并且调试时一步一步用printk()输出调试信息才发现必须加type=isa,isa参数。见源文件pcan_main.c中的make_legacy_devices函数！

           另外一个大坑是，就算以上过程无误，驱动程序也不一定能加载正确。必须是先保证CAN卡和PC104已经电路硬件上连接完好。我也在这里卡了很久，最后发现是插槽没有插牢固，而驱动程序会去检测CAN卡，如没有检测到，仍然不分配资源。见pcan_isa.c中的函数pcan_create_isa_devices()，它调用同文件中的函数，而这个函数需要调pcan.sja1000.c中的硬件探测函数：sja1000_probe(dev)；如果没有探测到硬件，则失败。

        5、经过以上步骤， 一般能保证驱动程序正常加载成功了。然后还需要在Linux文件系统中/dev 下创建设备节点，设备节点通过主次设备号和驱动程序关联起来。可以用sudo mknod c手动创建。

            也可以通过产品提供的脚本程序创建，用脚本创建，需要读文档了解参数，和创建出来的节点，哪些是和我的产品对应的。比如用sudo ./pcan_make_devices 2创建的脚本中，/dev/pcan8和/dev/pcan9 是对应PCAN-PC/104的文件节点。

       6、可以用cat /dev/pcan8 读设备或者 echo  "" > /dev/pcan9 写设备 cat,和echo均是shell命令，最终应该都是调用OS的read()和write()系统调用。  这样测试设备是最简单的，也可以写个C程序，或者用产品自己提供的测试程序来测试。

 

    四、补充总结一：用DEBUG输出调试信息

       感觉这是定位驱动程序运行出错地方的较好的方法，在驱动程序源程序的可能运行失败的函数中或者其它地方加上DEBUG输出信息，这样在调试驱动程序中根据dmesg输出信息就能快速定位到问题出现在哪。 但是又希望程序正式发行的时候，不需要这些调试信息，因为它们可能会影响程序的运行性能。

       方法是：在驱动程序正文中需要输出调试信息的地方，都像下面的例子那样写，这样一般在Makefile文件里定义DEBUG宏，或者通过make命令传递参数控制是否开启DEBUG宏。同理可能用#ifdef 这样的预编译命令来控制类似的由一些条件，决定生成的代码。比如设备类型，或者系统版本决定不同的代码或者函数。

写法一：在每一个地方都这样写。

#ifdef DEBUG
    printk(KERN_INFO "%s: DEBUG is s witched on\n", DEVICE_NAME);
#endif

写法二：在源程序中也用宏来控制，生成条件代码。然后所有需要输出调试信息的地方直接用DPRINTK()函数！  这样写更简单，不每次都加#ifdef #endif

#ifdef DEBUG 
#define DPRINTK   printk
#else
#define DPRINTK(x...)  do { ; } while (0)或者#define DPRINTK(stuff...)
#endif
   

       输出信息举例：开启DEBUG宏编译的PEAK-System的驱动程序，在insmod时的输出信息如下(用dmesg查看）：很容易找到pcan: sja1000_probe() failed失败的，原因即找到CAN卡硬件接触不好，或者没有CAN卡硬件。

771.672985] pcan: Release_20110912_n (le)
[  771.672998] pcan: driver config [dbg] [mod] [isa]
[  771.673005] pcan: DEBUG is switched on
[  771.673068] pcan: make_legacy_devices()
[  771.673076] chenbotest: being in the make_legacy_devices() in for() i=0
[  771.673087] chenbotest: being in the pcan_create_isa_devices()
[  771.673097] pcan: pcan_create_isa_devices(0x0, 0)
[  771.673110] chenbotest: being in the pcan_isa_init()
[  771.673118] pcan: pcan_create_filter_chain()
[  771.673130] pcan: init_same_irq_list(f17c8000)
[  771.673139] pcan: isa device minor 8 expected (io=0x0300,irq=10)
[  771.673146] chenbotest: pcan_isa_init() ok!
[  771.673153] pcan: sja1000_probe()
[  771.673162] pcan: CLKDIVIDER traced (0x00)
[  771.673180] pcan: Hopefully switched to PeliCAN mode
[  771.673189] pcan: CHIPSTATUS traced (0x00)
[  771.673196] pcan: sja1000_probe() failed
[  771.673202] chenbotest: sja1000_probe() fail
[  771.673209] pcan: pcan_isa_cleanup()
[  771.673218] pcan: pcan_delete_filter_chain(0xf23bd6c0)
[  771.673226] pcan: pcan_delete_filter_all(0xf23bd6c0)
[  771.673236] pcan: pcan_create_isa_devices() failed!
[  771.673243] chenbotest:pcan_creat_isa_device() failed
[  771.673250] pcan: pcan_create_isa_shared_irq_lists()
[  771.673258] pcan: cleanup_module()
[  771.673296] pcan: removed.

         

 

四、待完善地方： makefile文件怎么传递DEBUG宏？  modprobe 和 insmod区别？