树莓派4B Linux的底层驱动编写体验

一、编写前的准备工作

       本博客是在虚拟机中编写驱动程序，然后交叉编译到树莓派。所以需要确认几件事：
       1. 确保树莓派的内核版本和虚拟机中的Linux内核版本保持一致，否则无法安装驱动；
       2. 虚拟机中有交叉编译工具；
       3. 对于树莓派4来说，交叉编译驱动模块的时候，KERNEL=kernel7l，树莓派2、3代KERNEL=kernel7;

二、驱动程序编写

       驱动的编写同样会根据上一篇博客（Linux底层驱动的简单认知）的框架来写：

1.构建 file_operations结构体

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

static int Test_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
     
        printk("pin4_open\n");
        return 0;
}
static ssize_t Test_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count,loff_t *ppos)
{
     
        printk("pin4_write\n");
        return 0;
}

static struct file_operations pin4_fops ={
     
        .owner=THIS_MODULE,
        .open= Test_open,
        .write=Test_write,
}

使用static关键字是为了函数名冲突，谁都不能保证拥有一万多C文件的Linux内核中中会不会有名字冲突，所以 static很有必要。这个程序的功能会在内核环境打印相关信息。

2.编写初始化函数

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

static struct class  *Test_class;
static struct device *Test_dev;
static dev_t devno;     //device numble

static int major=240; //major device numble 
static int minor=0;     //minor device numble
static char *module_name = "test";//device name

static intTest_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
     
        printk("Test_open\n");
        return 0;
}

static ssize_t Test_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count,loff_t *ppos)
{
     
        printk("Test_write\n");
        return 0;
}


static struct file_operations Test_fops ={
     
        .owner=THIS_MODULE,
        .open=Test_open,
        .write=Test_write,
}
/*  初始化函数   */
int __init Test_dev_init(void)
{
     
        int ret;

        devno =MKDEV(major,minor);
        ret=register_chrdev(major,module_name,&Test_fops); //在驱动链表中注册驱动为字符设备
        Test_class=class_create(THIS_MODULE,"Test_class");//创建类
       	Test_dev =device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);//创建驱动文件
    return 0;
}

3.编写剩下内容

void __exit Test_exit(void)
 {
     
 
        device_destroy(Test_class,devno);
         class_destroy(Test_class);
        unregister_chrdev(major,module_name);

}
 module_init(Test_dev_init);
 module_exit(Test_exit);
 MODULE_LICENSE("GPL v2");

二、驱动模块的编译

       写好驱动之后需要把驱动文件放到内核文件的 /drivers/char/ 目录下，即字符设备文件夹：

cp Test.c  /home/.../drivers/char/

然后在内核文件的 /drivers/char/ 修改 Makefile 文件，添加：

obj-m                           += test.o //obj-m 即编译成模块，

保存退出之后，回到内核文件根目录，树莓派4使用

ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7l make -j4 modules

一次性编译驱动模块：

然后根据提示修改错误，我这里提示36行附近少了分号 “;” ，结构体没加分号，修改后再次编译：

编译成功之后会在 /drivers/char/ 目录下生成一个以 .ko 为后缀的驱动模块文件，使用 scp 指令把这个 xxx.ko 驱动模块文件发送给树莓派:

scp drivers/char/xxx.ko pi@/*树莓派的IP地址*/：/home/xxx//*树莓派的某个路径*/

三、驱动模块的安装

       在树莓派里使用：

sudo insmod xxx.ko   
sudo chmod 666 /dev/xxx

安装驱动之后，给驱动添加权限，这样我们用户才能去使用这个驱动；

如果安装完后，使用 ls /dev/xxx 指令没有相关的模块的话，请检查驱动程序中创建类函数中的第二个是否都是小写字母：

注意：这个参数不能和其他模块有冲突;否则也会安装失败。可以

四、测试驱动

       驱动的测试非常简单，我们只要写一个简单的程序去运行就可以：
测试程序代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
     
        int fd;
        int cmd=1;
        fd=open("/dev/test",O_RDWR);
        if(fd<0){
     
                perror("reson");
                return -1;
        }
        fd=write(fd,&cmd,sizeof(int));  
        return 0;
}

因为驱动里面打印的信息在内核环境，所以上层环境看不到任何信息，可使用：

dmesg

指令来查看内核的打印信息，驱动的安装错误提示也可以用该指令来查看，驱动的名字最好用小写字母来命名;