Linux設備驅動編程總結

筆者搞設備驅動有一個多月了，也看了一些程序，前段時間一直很亂，沒有辦法總結，所以一直沒有寫文章，昨日熱的睡不著，腦袋中卻分外清晰，於是整理思路，將一個多月的學習心得總結出來，一方面供廣大嵌入式Linux開發者參考，一方面穩固自己的知識。

我將分為5篇文章去總結，這是第一篇，因為Linux中的驅動都是以模塊的方式加載到內核中的，所以學習模塊編程必須成為第一步。

各種官方的介紹此處略過，我們先來看一個最簡單的模塊實例：helloworld!

1. #include <linux/kernel.h>   
2. #include <linux/init.h>   
3. #include <linux/module.h>   
4.   
5.   
6. MODULE_LICENSE("GPL");      //申明LICENSE，不寫編譯會有警告，所以還是寫了吧   
7.   
8. /*----------------------------------------------------------------------------- 
9.   函數名:      hello_init                                                                          
10.                                                                                                           
11.   參數:           void                                                                                                      
12.   返回值:      <SPAN > </SPAN> int                                                                                                                                                                                                
13.   描述:       模塊初始化函數，在安裝模塊時候執行                                                                                          
14.                                                    
15.  *-----------------------------------------------------------------------------*/  
16. static int __init hello_init(void)    
17. {  
18.     printk("hello world!--It is kernel speaking\n");        //類似於printf，是在內核中使用的打印函數   
19.     return 0;  
20. }  
21.   
22. /*----------------------------------------------------------------------------- 
23.   函數名:      hello_exit                                                                          
24.                                                                                                           
25.   參數:           void                                                                                                      
26.   返回值:          <SPAN > </SPAN>void                                                                                                                                                                                                
27.   描述:       模塊退出函數，在安裝卸載時候執行                                                                                          
28.                                                    
29.  *-----------------------------------------------------------------------------*/  
30.   
31. static void __exit hello_exit(void)   
32. {  
33.     printk("Goodbye!Kernel\n");  
34. }  
35.   
36. module_init(hello_init);  
37. module_exit(hello_exit);  

這個函數已經簡單的和helloworld一樣簡單清楚和可愛了，我只做幾點說明：

1.大家可以看到模塊函數沒有main函數，只有init函數，一般在模塊編譯好之後，會執行insmod命令，這是就會調用module_init函數中注冊的初始化函數，也就是hello_init函數！同樣在模塊用完之後，我們通常會執行rmmod以移除模塊，這時候就會調用module_exit中注冊的函數，也就是 hello_exit 函數。

2.__init和__exit，（注意是兩個下劃線）這個是兩個關鍵字，目的是告訴內核，在模塊init的時候開辟內存，在模塊退出的時候釋放內存，如果不加這兩個關鍵字，模塊卸載的時候就不會釋放內存，這就造成了內存的浪費。

Makefile：

有了程序，下面就要編譯程序了，模塊的編譯方法和編譯程序可不一樣，下面提供一個Makefile模板，這個時代已經不是從無到有的用手敲代碼了，而是在模板的基礎上改動，這樣才能提高效率：

1. obj-m:=hello.o    
2.   
3. CURRENT_PATH :=$(shell pwd)  
4. #VERSION_NUM  :=$(shell uname -r)   
5. #LINUX_PATH   :=/usr/src/linux-headers-$(VERSION_NUM)   
6. LINUX_PATH   :=~/by700/linux-2.6.30-atmel9260  
7.   
8. all :  
9.     make -C $(LINUX_PATH) M=$(CURRENT_PATH) modules   
10.   
11. .PHONY :clean  
12. clean:  
13.     rm -rf *.o *ko  

我也做幾點說明：

1.object -m :=hello.o,是要編譯的模塊的目標文件對應於hello.c，所以需要根據具體情況修改

2.對於這個模板我們第二個要修改的地方就是內核目錄，大家看到我用#把兩句話隱藏掉了，這個方便開啟PC和目標      板之間的切換：

對於PC端，一般編譯好的內核源代碼就放在我#號隱掉的目錄下，只要#號去掉，同時把第二個LINUX_PATH隱掉，就可以直接使用這個Makefile文件，這個不難，主要是目標板上的模塊，我調試了兩天才調試通

對於目標板（筆者的是at91）的芯片，LINUX_PATH這個目錄就需要調整了，因為我們在PC機上編譯目標板的內核代碼由讀者自己選定，我這個暫時就選定在如代碼中的目錄下。

特別注意，這個目錄一定要和目標板燒寫的鏡像是一致的，否則會出現內核和模塊不匹配的錯誤，筆者就是被這個錯誤改了內核代碼，結果越來越多錯誤，最後請教高手才解決的

我在這裡用的交叉編譯環境是：arm-angstrom-linux-gnueabi-

所以在執行的make的時候，要執行如下：make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-angstrom-linux-gnueabi-

結果如下：

1. root@at91sam9260ek:/mnt/hello# insmod hello.ko  
2. hello world!--It is kernel speaking  
3. root@at91sam9260ek:/mnt/hello# lsmod  
4. Module                  Size  Used by    Not tainted  
5. hello                   1120  0   
6. root@at91sam9260ek:/mnt/hello# rmmod hello   
7. Goodbye!Kernel  
8. root@at91sam9260ek:/mnt/hello# lsmod  
9. Module                  Size  Used by    Not tainted  
10. root@at91sam9260ek:/mnt/hello#   

內核模塊可以加載的文件是.ko後綴名的！