HelloWorld驱动编写和加载驱动实验
- Helloworld驱动实验
- 驱动编写
- 驱动的基本框架
- 内核模块实验
- 设置交叉编译器
- 找到RK3568平台交叉编译器：
- 解压交叉编译器：
- 设置全局的交叉编译器环境
- 验证交叉编译器环境
- 编写Makefile
- 编译模块
- 模块的加载与卸载
- 查看模块信息
Helloworld驱动实验
在学习 C 语言或者其他语言的时候，我们通常是打印一句“helloworld”来开启编程世界
的大门。学习驱动程序编程亦可以如此，使用 helloworld 作为我们的第一个驱动程序。
接下来开始编写第一个驱动程序—helloworld。
驱动编写
编写一个最简单的驱动——helloworld 驱动。helloworld.c 如下
#include <linux/module.h> //模块加载函数和卸载函数需要的头文件
#include <linux/kernel.h>
static int __init helloworld_init(void) //驱动的入口函数
{
printk(KERN_EMERG "helloworld_init\r\n"); //注意：内核打印用的是printk,而不是printf
return 0;
}
static void __exit helloworld_exit(void) // 驱动的入口函数
{
printk(KERN_EMERG "helloworld_exit\r\n");
}
module_init(helloworld_init); // 注册入口函数
module_exit(helloworld_exit); // 注册出口函数
MODULE_LICENSE("GPL v2"); // 同意GPL开源协议
MODULE_AUTHOR("topeet"); //作者信息
驱动的基本框架
Linux 驱动的基本框架主要由模块加载函数，模块卸载函数，模块许可证声明，模块参数，
模块导出符号，模块作者信息等几部分组成，其中模块参数，模块导出符号，模块作者信息是
可选的部分，也就是可要可不要。剩余部分是必须有的。我们来看一下这几个部分的作用：
1、 模块加载函数
当使用加载驱动模块时，内核会执行模块加载函数，完成模块加载函数中的初始化工作。
2 、模块卸载函数
当卸载某模块时，内核会执行模块卸载函数，完成模块卸载函数中的退出工作。
3、 模块许可证声明
许可证声明描述了内核模块的许可权限，如果不声明模块许可，模块在加载的时候，会收
到“内核被污染（kernel tainted）”的警告。可接受的内核模块声明许可包括“GPL”“GPL v2”。
4 、模块参数（可选择）
模块参数是模块被加载的时候可以传递给它的值。
5 、模块导出符号（可选择）
内核模块可以导出的符号，如果导出，其他模块可以使用本模块中的变量或函数。
6 、模块作者信息等说明（可选择）
helloworld 驱动我们可以看作是驱动代码的模板。任何一个驱动代码都用它作为基础来编写实现
内核模块实验
设置交叉编译器
我们用的是RK3568平台，测试实验，那么用的RK平台配套的交叉编译器。用RK3568平台的交叉编译器放到 /usr/local 并解压，如下
找到RK3568平台交叉编译器：
gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.gz 放到对应的目录 /usr/local 下
解压交叉编译器：
解压交叉编译编译器压缩包，解压完毕会生成
“gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.gz”文件夹，这是实验需要的交叉编译工具
设置全局的交叉编译器环境
在ubuntu 终端输入“sudo vi /etc/profile”命令，在文件最后输入以下命令修改环境变量。
export PATH=$PATH:/usr/local/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
export PATH=$PATH:/usr/local/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
验证交叉编译器环境
设置全局交叉编译器环境后，保存，重启，在终端输入命令验证。验证命令:
aarch64-linux-gnu-gcc -v
如果返回如下结果，表示交叉编译器全局环境配置成功
编写Makefile
驱动helloworld.c 文件已经写好了，但是形成驱动文件，还需要配置一个Makefile 文件，再进行编译得到驱动文件，驱动加载才能让驱动跑起来。
下面开始介绍Makefile相关内容。
编译驱动程序还需要使用 Makefile 文件。我们为 helloworld.c 编写一个简单的 Makefile，
Makefile 文件和源文件 helloworld.c 位于同一级目录，标准模板如下：
export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- obj-m += helloworld.o #helloworld.c 对应.o 文件的名称。名称要保持一致。
KDIR :=/home/topeet/Linux/linux_sdk/kernel #内核源码所在虚拟机 ubuntu 的实际路径
PWD ?= $(shell pwd)
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules #make 操作
clean:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean #make clean 操作
实际配置，如下可借鉴：
代码解释如下：
第 1 行设置 ARCH 变量为 arm64
第 2 行设置交叉编译器前缀为 aarch64-linux-gnu- 第 3 行 obj-m += <文件>：将指定的文件（需要是以.o 结尾）设为编译时以模块形式编译
第 4 行是设备树内核的源码路径，请大家根据实际内核路径进行修改。
第 5 行是获取当前目录的变量
第 7 行是编译 make 操作，会进入内核源码的路径，然后把当前路径下的代码编译成模块。
第 9 行是清除编译文件
注意两个配置参数：
交叉工具器路径配置：CROSS_COMPILE
KDIR :内核路径
编译模块
有了 Makefile 以后，输入“make”命令就可以编译 helloworld 驱动模块，然后执行make 进行编译，如下：
天坑： 不同的ubuntu或者不同的用户，要求和权限不一致，会导致各种permission问题，导致编译失败，可以自行解决。这里直接用root 权限执行make 命令，结果如下：
root@wfc-X99:/home/wfc/wfc/Linux/01_helloworld# ls -l
total 344
-rwxrwxrwx 1 nobody nogroup 468 Aug 6 23:56 Makefile
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 8 01:06 Module.symvers
-rwxrwxrwx 1 nobody nogroup 375 Aug 2 01:19 helloworld.c
-rw-r--r-- 1 root root 163088 Aug 8 01:06 helloworld.ko
-rw-r--r-- 1 root root 593 Aug 8 01:06 helloworld.mod.c
-rw-r--r-- 1 root root 81992 Aug 8 01:06 helloworld.mod.o
-rw-r--r-- 1 root root 84240 Aug 8 01:06 helloworld.o
-rw-r--r-- 1 root root 55 Aug 8 01:06 modules.order
编译完生成 helloworld.ko 目标文件就是我们需要的内核模块。内核模块是以 ko 为后缀名
输入“make clean”命令清除编译文件，会回到.c 和 Makefile 两个文件的原始状态，清除所有的生成文件，如下：
模块的加载与卸载
有了内核模块以后，我们要如何使用呢？编译驱动有俩种方式，那 Linux 驱动的运行方式
也肯定有俩种。一种就是将驱动编译进内核，这样 Linux 系统启动后会自动运行程序。第二种
就是将驱动编译成模块，在 Linux 系统启动以后使用“insmod”命令加载驱动模块。
我们已经有了 编 译 了 驱 动 模 块 helloworld.ko， 在 RK3568 开 发 板 上 通 过 “ insmod
helloworld.ko”命令可以加载驱动，在加载驱动模块的时候会执行驱动入口的函数，也就是
helloworld 程 序 中 的 helloworld_init 函 数 ， 所 以 可 以 看 到 打 印 出 来 的 字 符 串 信 息
“helloworld_init”。
重点：
这里涉及到开发环境，比如RK3568的开发板，开发板只是一个硬件环境，在这个硬件环境上面需要跑一个系统来支持驱动的加载。我们前面写Makefile 文件时候，已经了解了配置的交叉编译器、内核源码位置。那么这个环境其实就是交叉编译器编译出来的驱动能够运行的环境平台，且用了内核源码编译的内核。
环境的准备：
1、我们用RK3568开发版，用Ubuntu电脑编译一个Buildroot 系统跑上去，比如机器开机如下：这只是一个跑驱动的环境而已，也可以开发板上跑ubuntu系统，Buildroot 比较简单，方便测试而已。
2、有了开发版环境，如何把.ko 驱动模块放到开发版里面呢？ 连接usb 后，直接adb push 到根目录，即可。 在adb 环境下或者串口连接环境下执行命令，查看结果。
如果要卸载 helloworld 内核模块，可以通过“rmmod helloworld”命令来卸载驱动模块，
同理在卸载驱动模块的时候会执行驱动出口的函数，所以可以看到驱动出口函数打印出来的字
符串信息“helloworld_exit”，
加载驱动模块也可以使用 modprobe 命令，它比 insmod 命令更强大，modprobe 命令在加
载驱动模块的时候，会同时加载该模块依赖的其他模块。比如 helloworld.ko 依赖 before.ko，
使用 insmod 加载的时候，就必须先加载 before.ko，然后在加载 helloworld.ko 才可以加载成功
从。但是使用 modprobe 加载的时候，他会自动分析模块的依赖关系，然后将所有的依赖的模
块都加载到内核当中。比较“聪明”。
同样，在卸载驱动模块的时候，如果模块存在依赖关系，如果使用 insmod 命令，需要手
动卸载依赖的内核模块，但是使用 modprobe 命令可以自动卸载驱动模块所依赖的其他模块。
所以，如果驱动模块是以“modprobe helloworld.ko”命令加载的，卸载的时候使用“modprobe
-r helloworld.ko”命令卸载。
但是使用 modprobe 卸载存在一个问题，如果所依赖的模块被其他模块所使用，比如刚才
例子中的 before.ko 还被其他的模块使用，这时候就不能使用 modprobe 卸载。所以还是推荐
使用 rmmod 命令来卸载。
查看模块信息
在驱动模块加载之后，使用“modinfo helloworld.ko”命令可以获得模块的信息，包括模块
作者，模块说明，模块支持的参数等等。
lsmod 命令可以列出已经载入 Linux 内核模块，在 helloworld 驱动加载之后，查看内核中
加载的模块，
[root@topeet:/]# insmod helloworld.ko
[root@topeet:/]# lsmod
Module Size Used by Tainted: G
helloworld 16384 0
rtk_btusb 57344 0
8723du 1560576 0
bcmdhd 1048576 0
[root@topeet:/]#
参考文件
helloworld驱动源码文件
参考Helloworld驱动和驱动加载实验视频教程
编译手册参考：BuildRoot系统编译
驱动开发指南文档
