3-3.linux 驱动开发

  • 无操作系统的设备驱动

  • 有操作系统的设备驱动

  • linux 设备驱动

  • 开发环境

完整的基于 linux 的产品开发过程

  • 1.开发环境

    • Linux 开发主机

    • 串口终端调试工具(开发板控制台)

    • NFS 服务(传输文件)

  • 2.bootloader

    • 根据开源的代码修改芯片

    • 编译烧录

  • 3.linux kernel

    • 根据芯片供应商提供的源码修改

  • 4.建立根文件系统

  • 5.添加设备驱动程序

  • 6.开发应用程序

linux 设备与驱动模型

linux 设备与驱动模型是一种把设备和驱动组织到总线上的一种方式，这样的好处

  • 通过将设备驱动与控制器驱动分离、将硬件描述从驱动中剥离等方式，使代码组织更整洁

  • 提供了查看系统中所有设备及其状态和功耗的能力。能够查看设备连接到哪个总线并决定为其使用哪个驱动。

  • 能够为系统中的所有设备构造一个完整有效的树状结构，包括所有的总线与连接

  • 提供了将设备和驱动互相关联的能力

设备：连接到总线上的物理或者虚拟对象。

驱动：负责探测并关联设备的代码实体，也可以执行部分管理功能

总线：为其他设备提供接入点的设备

3 个主要的数据结构组织

  • bus_type 数据结构表示某种类型的总线(USB、PCI、I2C)

  • device_driver 数据结构表示一个能处理总线上设备的驱动程序

  • device 数据结构表示一个连接到总线上的设备

总线核心驱动

每个内核支持的总线都有一个对应的通用总线核心驱动。总线是处理器与设备之间的通道。为了统一设备模型，所有的设备都通过总线连接，哪怕它是一个内部的、抽象的“平台”总线。

总线核心驱动会分配一个 bus_type 数据结构，并将这个数据结构注册到内核的总线类型链表中。bus_type 数据结构定义在include/linux/device.h 中，用来表示一类总线（USB、PCI、I2C等）。把总线注册到系统中是通过调用 bus_register() 函数来完成的。

总线控制器驱动

设备驱动

设备树

开发板

使用正点原子 imx6ull-mini 开发板，8GB eMMC，512 MB DDR。

开发环境

ubuntu 的任意版本，debian 等，基于 linux 的，应该都可以。

工具链

下载后解压，一般放在 /usr/local/arm 目录中

还需要把路径导出的环境变量中，在 /etc/profile 中新增一行

export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

或者在相应的终端工具启动执行文件里新增脚本，都可以的。

安装依赖库

sudo apt install lsb-core lib32stdc++6

如果是一个全新安装的系统，需要安装所有用到的东西

sudo apt install make gcc-arm-linux-gnueabihf gcc bison flex libssl-dev dpkg-dev lzop vim

NFS 服务

主机安装

  • sudo apt install nfs-kernel-server

  • sudo vim /etc/exports 配置要共享的文件夹，增加配置项

    • /home/xym/ws_linux *(rw,sync,no_root_squash)

      • /home/xym/ws_linux 目录

      • * 所有网段，也可设置为 10.0.0.0/24 指定网段

      • rw 可读可写

      • sync 同步缓存

      • no_root_squash 访问者给 root 权限

  • sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart 重启一下 nfs 服务

  • showmount -e 可以看到挂载的共享目录

开发板挂载共享文件系统

  • mount -t nfs 10.0.0.10:/home/xym/ws_linux /mnt

  • mount -t nfs -o nolock,nfsvers=3 10.0.0.10:/home/xym/ws_linux /mnt

tftp 服务

uboot里用来加载 内核等到 DDR 中

  • sudo apt install xinetd

  • 若无/etc/xinetd.conf文件，新建一个，内容在后面

  • sudo apt install tftp-hpa tftpd-hpa

  • 配置共享文件夹 sudo vim /etc/default/tftpd-hpa

# Simple configuration file for xinetd
#
# Some defaults, and include /etc/xinetd.d/

defaults
{

# Please note that you need a log_type line to be able to use log_on_success
# and log_on_failure. The default is the following :
# log_type = SYSLOG daemon info

}

includedir /etc/xinetd.d

一些源码的下载地址

内核编译

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

vscode 远程 ssh 的环境变量，可以手动设置 set PATH $PATH /usr/local/arm/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/ ，拼接一个 gcc 的路径上去。

桌面版 linux 使用串口控制台

启动一个串口终端

sudo vim /etc/default/grub

加上一些配置

GRUB_CMDLINE_LINUX="console=ttyS1,115200"
GRUB_TERMINAL="console serial"
GRUB_SERIAL_COMMAND="serial --speed=115200 --unit=0 --word=8 --parity=no --stop==
1"

更新 grub 设置

sudo grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

重启

reboot

学习路线

应用开发，比如多线程、网络开发，shell 脚本，基本的 linux 使用之类的，放到计算机的学习笔记里，这里只记录和嵌入式强相关的。

野火的开发板为实验板。

传统的linux的学习路线

  • linux + c 进阶

  • arm 裸机开发

  • linux 移植(boot,kernel,文件系统)

  • linux 驱动开发

  • linux 应用开发

  • 项目实战

很系统，周期也很长。

基础很重要。linux 内核使用的是 GNU C ，和 C99 还是有区别的。此外写单片机时的面向过程的思维，如果还用这个思路去研究内核代码，也会很难懂。

烧系统

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