LINUX设备驱动开发前准备

      今天起开始学习LINUX设备驱动，在此更新博客与大家分享学习的经验及收获。

很多人和我一样应该都是从应用开发，想着手开始驱动的学习，我现在也是在做嵌入式这方面的开发，但对于驱动的掌握也不太好，我现在手上有本《LINUX设备驱动程序》第三版的书，我通过这本书及网上资源的学习，尽量每天都把学习的内容及编写的代码贴出来，下面就开始了。

首先必须要有LINUX操作系统的环境，建议在虚拟机上装，硬盘分配的空间多一点，我现在用的是Ubantu10.4的，内核版本是2.6.32的版本。我硬盘分的大小是60G，不过现在发现已经不太够用，因为一个安卓的源代码都十几G了，反正如果空间够，尽量分配多点空间给虚拟机。安装时最好把所有的工具都安装上，以防要用的时候不能马上用上。

要想为内核构造模块，必须在自己的系统中配置并构造好内核树。驱动程序和用户程序可不一样，它是作为一个模块连接到内核模块来运行的，运行在内核空间里面。所以要运行我们自己构造的模块，需要自己的系统已经配置好内核树，然后把目标模块和内核树连接起来运行。
     
    1、构建内核树：
     （1）查看自己的系统是否已经有了内核树。


如果在该目录下已存在build文件夹，则代表你已经有内核数了，如果没有，那也没事，那就得自己构建内核树了。
     （2）构建内核树：我虚拟机上已经有了，在网上我查到了如下构建内核树的步骤。

内核树构建过程

安装编译内核所需要的软件（也可不装，除非你要用 make menuconfig，用make oldconfig不要）

sudo apt-get install build-essential kernel-package libncurses5-dev fakeroot

下载内核源码

先查看linux内核版本：$uname -r

网上说用apt-cache search linux-source命令， 会列出一些可选源码包，对准你的内核版本号，选择“with Ubuntu patche”的那个

最后用apt-get install linux-source-2.6.35下载之。解压缩源码包，进入解压后的源码目录。

 可是我试了，搜不到，但是还是可以直接用上面的apt-get 命令下载的，但是我下载，也可以直接到这个网址下源代码，这里面有各个版本的内核，从1.0到2.6的，都有。

http://www.at.kernel.org/pub/linux/kernel/

在编译之前我们需要Ubuntu原来内核的一个配置文件，这是我/usr/src目录下的文件预览：ls -al

drwxr-xr-x  4 root root     4096 2010-09-04 21:31 fglrx-8.723.1

drwxr-xr-x 24 root root     4096 2010-09-04 20:35 linux-headers-2.6.35-22

drwxr-xr-x  7 root root     4096 2010-09-04 20:35 linux-headers-2.6.35-22-generic

drwxr-xr-x 25 root root     4096 2010-09-16 21:39 linux-source-2.6.35

-rw-r--r--  1 root root 65846876 2010-09-01 22:41 linux-source-2.6.35.tar.bz2

现在我们需要/boot目录下的config-2.6.35-22-generic文件，我们把它拷贝到我们刚下好解压的目录，也就是linux-source-2.6.35

sudo cp /boot/config-2.6.35-22-generic /usr/src/linux-source-2.6.35/.config

接下来切换到root用户

sudo -i

cd /usr/src/linux-source-2.6.35

make menuconfig或者直接make oldconfig(无需拷贝.config)

终端会弹出一个配置界面

最后有两项：load a alternative kernel configuration... 

save a alternative configuration... 

选择load a kernel configuration保存，然后在选择save akernel configuration再保存退出，并退出配置环境。

 

接下来我们就要开始编译了。

#cd /usr/src/linux-source-2.6.35

#make

记住一定要是管理员帐号运行，这个过程很久，如果你的cpu是双核的可以在make后面加个参数，make -j4.

#make bzImage 执行结束后，可以看到在当前目录下生成了一个新的文件: vmlinux, 其属性为-rwxr-xr-x。 

2、构建完内核树，就可以开始驱动程序的编写及运行了。
以下通过实现打印Hello，world。来编写第一个驱动程序

hello.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static int hello_init(void)
{
printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");
return 0;
}

static void hello_exit(void)
{
printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

Makefile

ifeq ($(KERNELRELEASE),)
    # Assume the source tree is where the running kernel was built
    # You should set KERNELDIR in the environment if it's elsewhere
    KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
    # The current directory is passed to sub-makes as argument
    PWD := $(shell pwd)
modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
modules_install:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
clean:
rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
.PHONY: modules modules_install clean
else
    # called from kernel build system: just declare what our modules are
    obj-m := hello.o
endif

以上为hello.c及Makefile文件，通过make即可得到hello.ko文件，该文件即为将要加载如内核的模块。
hello_init(void)函数将在模块被装载入内核时调用。
hello_exit(void)函数将在模块被移除时调用。
printk()函数类似于printf函数，用于信息打印。
Makefile看不懂的话，不急，先把程序Make下，接下来会专门把makefile的知识进行一次解读的，务必做到简单，每个人都会用，现在先跳过。

根据函数的功能，可以预期代码实现的效果为，当模块载入时，打印“Hello，world”
当模块被移除时，打印“Goodbye,cruel world”.
接下来让我们把hello.ko模块载入内核，在命令行中敲入insmod hello.ko，此动作将把hello.ko载入内核。
相似的rmmod则为移除。从字面上很容易理解两个操作的含义。以下为实际操作情况。



不对，那个美好的Hello，world并没有输出耶！
是不是程序有问题？那大家想想问题会是出在哪里呢？
很简单的代码，很容易想到，问题出在printk函数上。
让我们来看下代码：

printk(KERN_ALERT "Hello, world\n");

是的，KERN_ALERT这个参数出现了问题。
接下来讲解下关于printk的简单知识，你就清楚为什么没打印了。
3、printk相关注意事项：
   printf和printk的一个不同的地方

　　用printk，内核会根据日志级别，可能把消息打印到当前控制台上，这个控制台通常是一个字符模式的终端、一个串口打印机或是一个并口打印机。这些消息正常输出的前提是──日志输出级别小于console_loglevel（在内核中数字越小优先级越高）。

　　没有指定日志级别的printk语句默认采用的级别是 DEFAULT_ MESSAGE_LOGLEVEL（这个默认级别一般为<4>,即与KERN_WARNING在一个级别上），其定义在linux26/kernel/printk.c中可以找到

　　日志级别一共有8个级别，printk的日志级别定义如下（在include/linux/kernel.h中）：

　　#define KERN_EMERG    0

　　#define KERN_ALERT     1

　　#define KERN_CRIT       2

　　#define KERN_ERR        3

　　#define KERN_WARNING  4

　　#define KERN_NOTICE    5

　　#define KERN_INFO       6

　　#define KERN_DEBUG     7

可以看到代码中我们用的是KERN_ALERT修改代码将printk语句改为：
printk(KERN_EMERG "Hello, world\n");

重新编译，便查看结果，就正确了。

      那刚刚的载入时，信息跑哪了，怎么无故失踪了？接下来看看一个地方，就恍然大悟了：



没错，刚刚的信息打印在这了。

第一个驱动程序就写到这边了，这博客，是我个人总结，督促学习的地方，也比较适合入门的人看，大牛勿喷，一起学习。