驱动程序的helloworld

2023-07-13 52

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简介： 驱动程序的helloworld

我的开发环境：

内核版本4.1.15

开发板正点原子阿尔法IMX6ULL开发板

source insight写代码，搭建samba服务器与Ubuntu虚拟机共享代码所在目录，Ubuntu与开发板使用nfs共享代码目录。

最简单的Linux驱动结构

一个最简单的Linux驱动主要山以下几个部分组成。

（1）头文件（必须有）驱动需要包含内核相关头文件。必须包含<linux/module.h>和<linux/init.h>

（2）驱动加载函数。（必须有）当加载驱动的时候，驱动加载函数会自动被内核执行。

（3）驱动卸载函数（必须有）当卸载驱动的时候，驱动卸载函数会自动被内核执行。

（4）许可证声明（必须有）Linux内核是开源的，遵守GPL协议，驱动在加找的时候也要遵守相关的协议，可以接收的License有"GPL"、"GPLv2”、“GPLandadditionalrights”、"DuaI BSD/GPL’“Dual MIT/GPL”"Dual MPL/GPL"O内核驱动中最常见的是GPLv2

（5）模块参数（可选）模块参数是模块被加载的时候传递给内核模块的值。

（6）作者和版本信息（可选）可以声明驱动的作者信息和代码的版本信息。

helloworld

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
static int hello_init(void){
    printk("hello init!!!\n");
    return 0;
}
static void hello_exit(void){
    printk("hello exit!!!\n");
}
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
MODULE_AUTHOR("Paranoid");
MODULE_VERSION("V1.0");
MODULE_LICENSE("GPL");

Makefile

#make 编译项目
#make file 在存放.ko文件目录中创建对应项目的目录
#make install 将*.ko及其应用测试文件移动到根文件中
KERN_DIR = /home/alientek/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
ROOTFS_DIR = /home/alientek/linux/nfs/rootfs/experiment
#项目名字
PROJECT_NAME = hello
#各驱动名字，ko
DRIVER_NAME1 = hello
all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
clean:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
    rm -rf modules.order
file:
    mkdir $(ROOTFS_DIR)/$(PROJECT_NAME)
install:
    cp *.ko $(ROOTFS_DIR)/$(PROJECT_NAME)
# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
 obj-m += hello.o

KERNEL_DIR 表示开发板所使用的 Linux 内核源码目录，使用绝对路径，大家根据自己的实际情况填写即可。

M=pwd表示当前路径，直接通过运行“pwd”命令来获取当前所处路径。

obj-m 表示将 hello.c 这个文件编译为 hello.ko 模块。

make -C $(KERN_DIR) M=pwd modules具体的编译命令，后面的 modules 表示编译模块， -C 表示将当前的工作目录切换到指定目录中，也就是 KERNERLDIR 目录。 M 表示模块源码目录，“make modules”命令中加入 M=dir 以后程序会自动到指定的 dir 目录中读取模块的源码并将其编译为.ko 文件。进到KERNEL_DIR，使用PWD路径下源码和Makefile文件编译驱动模块。

make 编译项目

make file 在存放.ko文件目录中创建对应项目的目录

make install 将*.ko及其应用测试文件移动到根文件中

为什么在有的板子上需要，有的不需要设置ARCH和CROSS_COMPILE环境变量？

在Linux源码的顶层目录下，有一个Makefile文件，这个MakefiIe文件控制着Linux的编译流程。也叫做顶层MakefiIe文件。

在顶层Uakefile中有ARCH和CROSSCOMPILE变量。如果我们在顶层MakefiIe中固定了这俩个变量的值，就不用在编译ko文件的时候再次设置。如下IMX6ULL的内核源码的顶层Makefile中就固定了这俩个变量的值。如下图：

内核模块相关命令

模块安装与卸载

驱动编译完成以后扩展名为.ko，有两种命令可以加载驱动模块：insmod 和modprobe，insmod

是最简单的模块加载命令，此命令用于加载指定的.ko 模块，比如加载 drv.ko 这个驱动模块，命

令如下：

insmod drv.ko

insmod 命令不能解决模块的依赖关系，比如 drv.ko 依赖 first.ko 这个模块，就必须先使用

insmod 命令加载 first.ko 这个模块，然后再加载 drv.ko 这个模块。但是modprobe 就不会存在这

个问题，modprobe 会分析模块的依赖关系，然后会将所有的依赖模块都加载到内核中，因此

modprobe 命令相比 insmod 要智能一些。modprobe 命令主要智能在提供了模块的依赖性分析、

错误检查、错误报告等功能，推荐使用 modprobe 命令来加载驱动。modprobe 命令默认会去

/lib/modules/目录中查找模块，比如本书使用的 Linux kernel 的版本号为 4.1.15，

因此 modprobe 命令默认会到/lib/modules/4.1.15 这个目录中查找相应的驱动模块，一般自己制

作的根文件系统中是不会有这个目录的，所以需要自己手动创建。

驱动模块的卸载使用命令“rmmod”即可，比如要卸载 drv.ko，使用如下命令即可：

rmmod drv.ko

也可以使用“modprobe -r”命令卸载驱动，比如要卸载 drv.ko，命令如下：

modprobe -r drv.ko

使用 modprobe 命令可以卸载掉驱动模块所依赖的其他模块，前提是这些依赖模块已经没

有被其他模块所使用，否则就不能使用 modprobe 来卸载驱动模块。所以对于模块的卸载，还是

推荐使用 rmmod 命令。

查看模块

lsmod

功能：列出己经载入Linux的内核模块

也可以使用命令cat/proc/m。du|es来查看模块是否加载成功。

modinfo

功能：查看内核模块信息

语法：modinfo模块名

举例：

modinfo helloworld.ko

在Makefile中删除编译出来的文件（排除ko）

#make 编译项目
#make file 在存放.ko文件目录中创建对应项目的目录
#make install 将*.ko及其应用测试文件移动到根文件中
KERN_DIR = /home/alientek/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
ROOTFS_DIR = /home/alientek/linux/nfs/rootfs/experiment
#项目名字
PROJECT_NAME = hello
#各驱动名字，ko
DRIVER_NAME1 = hello
all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
clean:
    rm -rf modules.order $(DRIVER_NAME1).mod.c *.o Module.symvers
file:
    mkdir $(ROOTFS_DIR)/$(PROJECT_NAME)
install:
    cp *.ko $(ROOTFS_DIR)/$(PROJECT_NAME)
# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
 obj-m += $(DRIVER_NAME1).o