01Linux驱动模块01-->驱动基础

一、驱动基础

1、什么是驱动

能够通过软件操作硬件的这份程序就是驱动

2、Linux驱动和ARM裸机驱动的区别

1）Linux设备驱动工作时依赖于Linux内核， ARM裸机驱动不依赖于Linux内核，可以单独执行。
2）Linux设备驱动工作的空间在内核空间的【3G~4G】中，驱动中不能有main函数出现，也不能有while(1)的死循环， ARM裸机驱动的代码都在一个main函数中编写完成的。
3）Linux设备驱动可以并行执行（核与核之间可以并行执行，单个核时也可以分时复用执行） ARM裸机驱动的程序是在一个while中分时复用执行的

3、驱动在内核中的位置

------------------------------------------------------------------------------
user(应用层)：
APP APP glibc(C标准库)
-----------------------------------------------------
shell：
-----------------系统调用(swi软中断)-------------------------------------------
kernel(内核层):(5大功能)
1）文件管理
2）内存管理
3）进程管理
4）网络管理：网络协议栈管理(网络的几个层次,TCP/IP四层、OSI七层)
5）设备管理：设备驱动管理
-----------------------------------------------------------------------------
hardware(硬件层):
LED、鼠标、键盘、LCD(帧缓存)、camera、声卡
emmc、U盘、硬盘、dm9000、TRL8211
-----------------------------------------------------------------------------------------------

4、驱动的种类

1）字符设备驱动：

按照字节流来访问，并且只能顺序访问，不能无序访问的设备。

2）块设备驱动：

按照block(块 = 512字节)来访问，可以顺序访问，也可以无序访问的设备。

3）网卡设备驱动：

和网络通讯相关的设备驱动，没有设备文件，只能通过socket接口来访问的设备驱动

5、Linux内核模块

Linux内核模块的三要素：

1）入口： 驱动资源的申请，驱动对象的注册
2）出口： 驱动资源的释放，驱动资源的注销
3）许可证： 遵循 GPL 协议

GNU：GNU IS NOT UNIX 一个提倡软件自由的组织--->由理查德·斯托曼提出
GPL：GNU通用公共许可证 一种协议

C语言为面向过程的语言，C++为面向对象的语言
驱动使用的是C语言编程，但要有面向对象的思想和概念

模块的编写：！！！

1 #include <linux/init.h>
2 #include <linux/module.h>
3
4 //入口
5 static int __init mycdev_init(void)
6 {
7 //__init作用：告诉编译器将mycdev_init这个函数放到.init.text这个段中
8 return 0;
9 }
10
11 //出口
12 static void __exit mycdev_exit(void)
13 {
14 //__exit作用：告诉编译器将mycdev_exit这个函数放到.exit.text这个段中
16 }
17
18 module_init(mycdev_init);
19 //告诉内核入口函数的地址是mycdev_init
20 module_exit(mycdev_exit);
21 //告诉内核出口函数的地址是mycdev_exit
22 MODULE_LICENSE("GPL");
23 //许可证
24

系统关键字

1、vi -t __init
vim ./include/linux/init.h +44
44 #define __init __section(.init.text) __cold notr 驱动模块入口段

2、vi -t __exit
vim ./include/linux/init.h +83
83 #define __exit __section(.exit.text) __exitused __cold notrace 驱动模块出口段

以"__"开头的内容，是给编译器使用的，不需要太过理解，
如 __init、__exit、FILE、func、LINE

static 关键字

在模块的入口函数和出口函数中使用了 static 关键字进行了修饰

作用：是为了避免，自己自定义的模块入口出口函数名，与未知的函数名重名，而带来的重新定义的问题， 函数可以加上 static 关键字修饰，经过 static 关键字修饰过的函数的链接属性为内部，从而解决了该问题

6、测试：

安装 insmod xxx.ko
查看 lsmod
卸载 rmmod xxx

7、Makefile编写

KERNELDIR = /lib/modules/$(shell uname -r)/build/
#ubuntu内核的路径

KERNELDIR = /home/liu/Linux/kernel-3.4.39/

开发板内核的路径

PWD=$(shell pwd)
#当前路径

NAME ?= demo.c
#需要编译的模块名字

NAMES := $(patsubst %.c,%,$(NAME))
#截取字符串 xx.c 里的 .c 之前的内容

obj-m:=$(NAMES).o
#需要的依赖文件

all:
make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

@# mkae -C $(KERNELDIR)
@# 进入内核顶层目录下，读取目录下的Makefile文件，并执行这个Makefile文件
@# M=$(PWD) 指定编译模块的路径
@# modules 编译模块的选项
@# 如：
@# 1、cd $(KERNELDIR)
@# 2、mkae M=$(PWD) modules
clean:
make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean

@# mkae -C $(KERNELDIR)
@# 进入内核顶层目录下，读取目录下的Makefile文件，并执行这个Makefile文件
@# M=$(PWD) 指定编译模块的路径
@# clean 清除的选项
@# 如：
@# 1、cd $(KERNELDIR)
@# 2、make M=$(PWD) clean
cp:
cp $(NAMES).ko ~/nfs/rootfs/