树莓派-底层开发（1）-linux驱动hello world

最近想鼓捣一下Linux，手头刚买一块树莓派3B+，笔者以前只干过单片机，我想是否可以像单片机那样，从读写寄存器这个角度进行学习理解。首先希望实现硬件的驱动编写，网上这方面资料杂并且久，水平较低折腾了一天，终于写了一个可以跑的驱动模块，整理在这里，备忘并供需要的朋友参考。

开发环境

PC：ubuntu 64位 ssh接入显示信息如下
Welcome to Ubuntu 18.04.2 LTS (GNU/Linux 4.15.0-46-generic x86_64)
树莓派 32位官方镜像 ssh接入显示信息如下
Linux raspberrypi 4.14.98-v7+ #1200 SMP Tue Feb 12 20:27:48 GMT 2019 armv7l
查看系统版本指令uname -a 查看系统是多少位的getconf LONG_BIT

基本思路

在pc端编写驱动模块代码，并搭建交叉编译环境。编译驱动模块并放到树莓派中运行。

操作过程

1）pc端：编写驱动模块代码vi hello.c，命名为hello.c，代码如下
注意这个地方一定要有.c 习惯windows的默认隐藏后缀容易忽略

#include 
#include 
#include 

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int hello_init(void)
{
    printk(KERN_ALERT"Hello, world\n");
    return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
    printk(KERN_ALERT"Goodbye, cruel world\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

2）pc端：编写Makefilevi Makefile（大写M）

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m := hello.o

else
PWD :=$(shell pwd)
KDIR := /home/ysl/work/rastools/linux-rpi-4.14.y
all:
        make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
clean:
        rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers  modul*

endif

3)pc端：这两文件放在同一目录下，写好代码之后就可以编译了，安装make工具apt-get install（此处具体指令是啥没有纪录下来），然后终端进入该目录下，输入指令make。。。肯定是不行的，为啥？1没有编译器GCC 2，没有驱动需要的linux库，这些库我理解在树莓派的kernel中。3你下载的路径和我的不一定一样。那么就需要下载这两个东西，树莓派已经完完整整的放在Github上面。到这个地方就能理解为啥叫交叉编译环境，用的工具和库都和PC环境不一样。

4）树莓派端：查看kernel的版本，使用指令uname -a
5）PC端：下载树莓派kernel对应版本的linux kernel，版本号一定要对应，最新已经是4.19了
https://github.com/raspberrypi/linux/tree/rpi-4.14.y

可以使用git工具，但是下面的地址要根据自己的版本情况调节
git clone git://github.com/raspberrypi/linux.git RpiLinux
6）PC端：下载树莓派官方提供的交叉编译工具Tools,这个地方没有涉及到版本问题
https://github.com/raspberrypi/tools
git clone git://github.com/raspberrypi/tools.git RpiTools
7）PC端：解压之后笔者的kernel在linux-rpi-4.14.y 目录 编译器等工具在RpiTools目录
8）PC端：把交叉编译工具路径加入到环境变量

sudo vi ~/.bashrc
在文件末尾加入：
export PATH=$PATH:$HOME/work/rastools/RpiTools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin
要点：a根据自己下载的路径来调整。b因为我的是64位，所以选择/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin，测试和树莓派多少位并没有关系，选32位的无法编译（32位可以选择/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian，但我没有在32位ubuntu上测试过）
更新：source ~/.bashrc
测试是否加入arm-linux-gnueabihf-gcc -v
查看指令的路径which arm-linux-gnueabihf-gcc

9）PC端：首先进入linux-rpi-4.14.y 目录 下编译树莓派kernel
此处可以参考：https://blog.csdn.net/u010833052/article/details/78481973，
笔者粗略描述一下过程，首先树莓派端通过sudo modprobe configs指令，会在/proc/目录下生成config.gz文件，将其复制到PC端下载好的树莓派kernel目录下面，执行指令zcat config.gz > .config
依次执行KERNEL=kernel7
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage modules dtbs 可以加入-jn加快编译速度，我这台**-j8**实验成功

10）PC端：进入第一步编写好的hello.c目录，修改您自己的Makefile文件~主要修改kernel路径
11）PC端：执行 make指令 有的资料显示会出错，需要安装32位运行环境，但我的64位系统似乎没有影响，
sudo apt-get install lib32z1 lib32ncurses5
sudo apt-get install lib32stdc++6

12）复制pc端编译好的hello.ko 到树莓派
13）树莓派端：进入刚才的ko文件目录，执行指令sudo insmod hello.ko
14）树莓派端：执行指令dmesg，可以看到打印信息