字符设备驱动大全

本章节包含字符设备较为全面的知识，主要包括如下：内核模块、字符设备基础、并发与竞争、IO模型、平台总线、设备树、设备树插件、设备模型、中断

内核模块主要包含的知识点有：模块传参、符号导出、图形化配置、模块编译进内核

字符设备基础包括：字符设备驱动注册、实现较为全面的读写接口(打开、关闭、读写、定位、ioctl)

并发与竞争主要包括：原子操作、自旋锁、信号量、互斥锁

IO模型包括：阻塞IO、非阻塞IO、IO多路复用、信号驱动IO

平台总线：平台总线下字符设备驱动

设备树：设备树的工作原理和常见用法（单独章节解释）

中断：中断的原理与常见用法（单独章节解释）

设备模型：参考迅为电子中的设备模型章节

内核模块传参：

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

static int number;
static char*name;
static int para[8];
static char str1[10];

static int n_para;

module_param(number, int, S_IRUGO);
module_param(name, charp, S_IRUGO);
module_param_array(para, int, &n_para, S_IRUGO);
module_param(str1, charp, S_IRUGO);


static int __init paraeter_init(void)
{
    printk(KERN_INFO "Hello, world!\n");
    static int i;
    printk(KERN_INFO "number = %d\n", number);
    printk(KERN_INFO "name = %s\n", name);
    printk(KERN_INFO "para = ");
    for(i = 0; i < n_para; i++)
    {
        printk(KERN_CONT "%d ", para[i]);
    }
    printk(KERN_EMERG "str1 = %s\n", str1);
    return 0;
}
static void __exit paraeter_exit(void)
{
    printk(KERN_EMERG "paraeter exit!\n");
}

module_init(paraeter_init);
module_exit(paraeter_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("ErHu");
MODULE_DESCRIPTION("A simple Hello, World! module");

实现效果如下

这里遇到了一个问题就是使用网络加载的根文件系统无法删除文件，解决方法

sudo vi /etc/exports进行如下修改：/home/eh/linux/nfs/xuexi/rootfs *(rw,sync,no_root_squash,no_subtree_check)之后重新导出：sudo exportfs -ra

然后再重新加载根文件系统即可以解决该问题

make menuconfig常用命令

接下来将较图形化配置相关知识

图形化配置主要使用Kconfig语法来实现在menuconfig图形配置界面下配置相关的选项，只需要注意相关的语法即可，详细可以参考这篇文章：https://erhudiy.cn/wp-admin/post.php?post=142&action=edit

注意在NXP的kernel目录下没有固定的Kconfig文件，这是 NXP 官方内核源码的正常结构。标准 Linux 内核在 kernel/ 下有一个 Kconfig，但 NXP 的 IMX6ULL 源码把这部分拆分成了多个 Kconfig.* 分片文件，由顶层 Kconfig 直接 source 引用，一个是需要创建一个新的Kconfig文件，另一个是需要在上一层的Kconfig文件中进行引用

接下来就是重点介绍将驱动模块编译进内核的方法

第一步需要在将你的驱动文件、新的Kconfig文件、makfile文件放在Linux特定的目录下面

config HELLO
tristate “hello world”
default y
help
hello hello

上述的HELLO会在.config文件中显示为CONFIG_HELLO,hello word会在menuconfig界面中进行显示

makefile文件内容

obj-$(CONFIG_HELLO) += moudle_test.o

此外还需要对它上一级的目录中makefile文件和Kconfig文件进行补充修改

之后需要重新编译内核，重新加载内核就可以看到驱动模块被加载到了Linux内核中了

接下来补充几个知识点1.vim编辑器使用技巧。2.定向输出文件和其它的一些技巧

vim编辑器使用技巧参考这篇文章：，这里先补充晚上遇到的关键词搜索功能：

# 区分大小写查找
/keyword

# 忽略大小写查找
/\ckeyword

# 查找完整单词（不匹配子串）
/\<keyword\>

# 高亮所有匹配项
:set hlsearch

# 关闭高亮
:nohlsearch

# 清除上次高亮（快捷方式）
:noh

# 替换当前行第一个匹配项
:s/old/new

# 替换当前行所有匹配项
:s/old/new/g

# 替换文件中所有匹配项
:%s/old/new/g

# 替换前确认每个
:%s/old/new/gc

再编译内核时遇到了一些问题，由于编译内核时输出信息很多，需要将输出信息定向输出到指定文件中，再从文件中检索错误所在

make -j4 2>&1 | tee build.log
部分	含义
make -j4	编译内核，-j4 表示 4 个任务并行编译（加快速度）
2>&1	将标准错误输出（stderr） 重定向到标准输出（stdout），合并两者
|	管道，把 make 的输出同时传给下一个命令
tee build.log	读取管道输入，一边打印到终端，一边写入文件 build.log
为什么用 2>&1
1 = 标准输出（stdout，正常输出）
2 = 标准错误（stderr，错误信息）
2>&1 = 把错误信息也合并到标准输出中，这样管道能捕获所有输出

再加载内核后需要查看驱动模块在加载时候的打印信息

# 查看所有启动消息
dmesg

# 分页查看
dmesg | less

# 搜索包含特定关键词的消息
dmesg | grep -i "error"
dmesg | grep -i "usb"
dmesg | grep -i "network"

# 显示最近的消息（常用于查看刚插入设备的消息）
dmesg | tail -20

# 高亮显示关键词
dmesg | grep --color=auto -i "error"

# 从头搜索关键词
dmesg | head -100

二、实时监控新消息

# 实时监控新启动消息（相当于 tail -f）
dmesg -w

# 实时监控并过滤
dmesg -w | grep -i "error"
三、查看系统日志文件

# 通用 Linux 日志目录
ls /var/log/

# 查看系统启动日志（需要 root）
cat /var/log/boot.log

# 查看系统消息日志
cat /var/log/messages | grep -i "error"

# 查看内核日志
cat /var/log/kern.log

# journalctl（systemd 系统）
journalctl -b                 # 本次启动日志
journalctl -b -k              # 内核日志
journalctl -b -k | grep -i "error"
journalctl -f                  # 实时监控

这个文件讲解了日志要如何设置，可以用来参考

接下来要关注的内容:字符设备驱动注册