Linux嵌入式驱动开发01——第一个驱动Hello World（附源码）

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 world\n");          // 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("bye\n");
}

完整代码

Linux嵌入式驱动模块modules_helloworld

#include 
#include 

static int hello_init(void)
{
    printk("hello world\n");          // 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("bye\n");
}

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 world\n”);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