【Linux】驱动的基本架构和编译

驱动源码

/**  Silicon Integrated Co., Ltd haptic sih688x haptic driver file**  Copyright (c) 2021 kugua <daokuan.zhu@si-in.com>** This program is free software; you can redistribute it and/or modify it* under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by* the Free Software Foundation*/#include <linux/init.h>  //包含宏定义的头文件
#include <linux/module.h>   //包含初始化加载模块的头文件static int __init haptics_init(void)
{//内核层只能使用printk，不能使用printfprintk(KERN_EMERG "[ KERN_EMERG ]  Haptics Init\n"); //输出等级为0printk("[ default ]  Haptics Init\n");return 0;
}static void __exit haptics_exit(void)
{printk(KERN_EMERG "[ KERN_EMERG ]  Haptics Exit\n"); //输出等级为0printk("[ default ]   Haptics Exit\n");
}module_init(haptics_init);//驱动入口
module_exit(haptics_exit);//驱动出口MODULE_AUTHOR("<daokuan.zhug@si-in.com>");//声明作者信息
MODULE_DESCRIPTION("Haptic Driver V1.0.0"); //对这个模块作一个简单的描述
MODULE_LICENSE("GPL v2");//声明开源许可证// "GPL" 是指明 这是GNU General Public License的任意版本// “GPL v2” 是指明 这仅声明为GPL的第二版本

linux驱动基本框架就是包含入口函数和出口函数，加载驱动时会运行入口函数，卸载驱动时会运行出口函数。
入口函数的作用是加载驱动时做一些初始化工作，比如注册设备、申请设备号、生成设备节点等，上文代码中这些都还没有实现。
出口函数的作用是卸载驱动时做一些善后操作，比如注销设备、注销设备号、注销类等。
在内核态下的打印函数是“printk”函数。KERN_EMERG是打印优先级，这里采用了最高优先级。

一般情况下，驱动源码会放在kernel/drivers，里面会有很多文件夹存放不同的驱动代码，我们自己的驱动需要新建一个目录。

在这里插入图片描述

Kconfig文件

这个文件时用来对内核进行配置的，当执行make arch=ARM64 menuconfig指令的时候，这个文件就被解析。该文件和源码文件在同一目录下，文件内容可如下：

menu "haptics driver"config HAPTICS
tristate "haptics driver"
helpjust a simplest driver.
default yendmenu
#endmenu后一定要加空行

第一行内容表示菜单名
第二行内容config HAPTICS，在执行配置的时候，将会生成一个变量 CONFIG_HAPTICS，而这个变量，将会在编译的时候，被 Makefile 引用。
第三行内容tristate声明选项的类型，"haptics driver"声明选项的名称
第四行内容表示帮助信息
第五行的 default y ，就表示把 CONFIG_HAPTICS 的值设置成 y，从而让这个驱动被编译到内核中。
第六行是结束菜单
第七行是需要加的空行

其中第三行内容的选项支持tristate和bool。

tristate支持三个选项：

< >不编译
<*>编译到内核
编译成模块

bool支持两个选项：

< >不编译
<*>编译到内核

这个在菜单配置时我们会碰到。

现在，haptics驱动中的KConfig配置文件已经准备好了，但是还需要这个配置文件登记到 Linux内核的整体配置文件中。也就是把它登记到kernel/drivers/Kconfig 文件的末尾：

source "drivers/haptics/Kconfig"endmenu // 加在这一句的上面

然后在kernel目录下执行make ARCH=arm64 menuconfig命令，

在这里插入图片描述

我们可以看到haptics driver前面显示的是星号*，这表示：该驱动将会编译进内核。我们可以按下空格键切换标记。M标记意思是编译成驱动模块。

我们暂时先选择星号编译进内核，其他的选项后续再介绍。最后选择save即可。

有一点需要注意的，如果Kconfig是在Windows系统上编辑的然后放在开发服务器中，我们会发现报警了

zhudk@vm1:/expand/zhudk/rk3588_9tripod/x3588_linux_20220620/kernel$ make ARCH=arm64 menuconfig
'rivers/haptics/Kconfig:1:warning: ignoring unsupported character '
'rivers/haptics/Kconfig:2:warning: ignoring unsupported character '
'rivers/haptics/Kconfig:3:warning: ignoring unsupported character '
'rivers/haptics/Kconfig:5:warning: ignoring unsupported character '
'rivers/haptics/Kconfig:6:warning: ignoring unsupported character '

这是因为在Windows和Linux系统中，存在换行符的差异。这个小问题可以自行解决。

Makefile文件

Makefile文件是make工具的脚本，也是和源码放在同一目录下，其内容只有一行。

obj-$(CONFIG_HAPTICS) += haptics.o

CONFIG_HAPTICS可以看做一个变量，在编译的时候，这个变量的值可能是：y, n 或者 m。
在刚才的 Kconfig 参数配置中，CONFIG_HAPTICS被设置为 y，于是这句话就被翻译成： obj-y += haptics，表示把 haptics驱动编译进内核。

现在，haptics驱动程序的Makefile已经创建好了，我们还要让linux内核的编译框架知道这个文件才行。在文件kernel/drivers/Makefile 中的末尾，添加如下内容：

obj-$(CONFIG_HAPTICS)           += haptics/

编译进内核

在这里插入图片描述

现在，整个准备工作已经做好了，只需编译即可。因为本篇教程是基于ARM开发板的，所以使用开发板中SDK的编译脚本进行内核编译。

./build.sh kernel

然后将编译的镜像文件烧录至开发板中，关于编译烧录等可参考【rk3588】环境搭建及系统编译_rk3588 arm64-CSDN博客。在启动日志中，我们可以看到如下信息：

在这里插入图片描述

这个正好是我们在驱动入口函数中的打印信息，所以也证明了我们的驱动程序编译进内核并且正常运行了。

编译为驱动模块

上文我们介绍的是将驱动编译进内核，如果需要编译为驱动模块，直接在Kconfig文件中将default y修改为default m。然后执行

./build.sh modules

表示编译内核模块，也仅仅编译设置为模块的驱动，然后会在驱动目录下生成haptics.ko文件。这个文件需要我们手动安装卸载，但首先得发送到开发板上。

在这里插入图片描述

总结

驱动的编译分为两种方式：

编译进内核：

Kconfig文件中配置为default y
执行./build.sh kernel指令进行编译
上述指令是编译整个内核，编译后将镜像文件烧录至开发板，驱动会自动加载

编译为模块：

Kconfig文件中配置为default m
执行./build.sh modules指令进行编译
上述指令是编译驱动模块，编译结果只有.ko文件，需要上传至开发板手动加载（开发板提前烧录好不含驱动的镜像）

这两种方式具体使用哪一个呢，需要视具体情况。但是好像可以不需要使用界面配置，还是直接修改配置文件比较方便。