嵌入式linux开发guide

目录

• 编写驱动程序的套路模板
• 排查内存问题
  • 一个Linux内核模块的通用模板通常包括以下部分：
  • null

编写驱动程序的套路模板

(1) 确定主设备号，使用下列宏则可以通过主设备号和次设备号生成dev_t：

MKDEV(int major, int minor)

(2) 定义自己的 file_operations 结构体 
(3) 实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数，填入 file_operations 结构体 
(4) 注册字符设备 - 把 file_operations 结构体告诉内核,使用register_chrdev()/register_chrdev_region(),或者alloc_chrdev_region()+cdev_alloc()+cdev_init()+cdev_add()
(5) 谁来注册驱动程序啊？得有一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数 
(6) 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点：
class_create()创建/sys/class/xxx 节点
device_create()创建设备节点/dev/xxx
sysfs_create_group()创建sysfs,即/sys/devices/xxx 节点(比如M57的:
/sys/devices/platform/smb/2900e000.virtio_i2c8/virtio92/i2c-8/8-0029/camera_D_parameter
或者/sys/bus/i2c/devices/i2c-8/8-0029/camera_D_parameter,两者是等效的)
proc_create_data()创建procfs,即/proc/driver/xxx 节点

(7) 卸载驱动程序时,按照有入口函数就应该有出口函数的原则:
class_create()对应的class_destroy()
device_create()对应的device_destroy()
register_chrdev()对应的unregister_chrdev()
cdev_init()对应的cdev_del()
alloc_chrdev_region()对应的unregister_chrdev_region（）

(8)GPIO
输出
devm_gpio_request_one()
https://www.kernel.org/doc/html/latest/driver-api/gpio/index.html?highlight=gpio_request#c.devm_gpio_request_one
gpio_direction_output()
输入

gpio_direction_input()

int request_threaded_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, irq_handler_t thread_fn, unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)
https://www.kernel.org/doc/html/latest/core-api/genericirq.html?highlight=request_threaded_irq#c.request_threaded_irq
(9)中断处理:
gpio_is_valid(g_cam_gpio_status.cam_avm_lock_status);
cam_avm_lock_irq = gpio_to_irq(g_cam_gpio_status.cam_avm_lock_status);
request_threaded_irq(cam_avm_lock_irq, NULL,cam_avm_lock_on_isr, irq_flags, "avm_lock_status", NULL);

(10)复位处理:硬复位一般重新上电没有问题;但是软复位需要考虑外设的复位,否则可能有故障(比如外设配置了新地址,cpu仍然使用默认地址读写外设,导致找不到外设),需要做到reset键把必要的外设芯片都重启了,避免外设芯片一直上电,导致故障时reset后仍然有故障(类似摄像头的寄存器配置错误的故障)

---

devm_kzalloc()
devm_clk_get
devm_gpio_request_one
sysfs_create_group(struct kobject *kobj,const struct attribute_group *grp)

排查内存问题

cat /proc/meminfo
cat /proc/zoneinfo
cat /proc/sys/vm/lowmem_reserve_ratio
cat /proc/buddyinfo
top -o %MEM

一个Linux内核模块的通用模板通常包括以下部分：

头文档：在模块的开头，通常包含必要的头文档，例如#include <linux/module.h>和#include <linux/kernel.h>等。
模块定义：使用module_LICENSE("GPL")宏声明模块的许可证，例如GPL。
模块参数：使用module_param宏定义模块参数，例如module_param(param_name, param_type, perm_attr)。其中，param_name是参数名称，param_type是参数类型，perm_attr是参数的访问权限。
模块导出函数：使用module_init(init_func)和module_exit(exit_func)宏定义模块的初始化和退出函数。其中，init_func是模块初始化函数，exit_func是模块退出函数。
模块描述：使用MODULE_DESCRIPTION(description)宏声明模块的描述信息。
模块参数列表：使用__param宏定义模块参数列表，例如__param(param_name, param_type)。
模块导出符号：使用EXPORT_SYMBOL(symbol)宏导出内核符号，例如EXPORT_SYMBOL(my_function)。
结束符号：使用MODULE_LICENSE("GPL")宏结束模块许可证声明。
以下是一个简单的Linux内核模块的通用模板示例：

#include <linux/module.h>  
#include <linux/kernel.h>  
  
MODULE_LICENSE("GPL");  
  
MODULE_DESCRIPTION("My Module");  
  
module_param(param_name, param_type, perm_attr);  
  
__param(another_param, another_type);  
  
EXPORT_SYMBOL(my_function);  
  
static int __init my_module_init(void) {  
    // Initialization code here  
    return 0;  
}  
  
static void __exit my_module_exit(void) {  
    // Exit code here  
}  
  
module_init(my_module_init);  
module_exit(my_module_exit);

分析Linux内核执行时间过长的原因可以涉及多个方面。以下是一些常见的分析和调试步骤：

查看系统负载和性能指标：使用top、htop、vmstat、iostat等命令查看系统的CPU使用率、内存使用情况、磁盘IO等，以了解是否存在资源瓶颈。
检查进程状态和日志：使用ps、top等命令查看进程状态，并检查相关日志以确定是否有某个进程或线程占用了过多的CPU时间。
检查CPU占用情况：使用perf、top等工具检查CPU占用情况，找出最耗时的内核函数或线程。
分析系统调用：使用strace等工具跟踪进程的系统调用，以了解其在执行期间进行了哪些操作。
检查内核配置：检查内核配置文档（如/boot/config-*）以确定是否启用了某些可能影响性能的选项。
分析内核模块：检查加载的内核模块以及相关的配置，确定是否有某个模块导致了性能问题。
检查硬件问题：如果可能，检查硬件（如CPU、内存、磁盘等）是否存在问题或故障，以排除硬件故障导致的性能问题。
查看内核日志：检查内核日志（通常位于/var/log/messages或/var/log/kern.log）以查找与性能问题相关的错误消息或警告。
使用性能剖析工具：使用如perf, gprof, valgrind等性能剖析工具来深入分析内核函数的执行时间。
检查调度策略：检查系统的调度策略（如CPU亲和性、优先级等）是否合理，并确保系统没有过度调度或饥饿现象。
请注意，分析内核执行时间过长的原因可能涉及复杂的调试过程，并且结果可能因系统配置和特定工作负载而异。在进行更改之前，建议备份重要数据并谨慎操作。