1.Linux驱动（驱动程序开发、驱动框架代码编译和测试）

Linux驱动（驱动程序开发、驱动框架代码编译和测试）

       驱动就是对底层硬件设备的操作进行封装，并向上层提供函数接口。

       Linux系统将设备分为3类：字符设备、块设备、date源码大全网络设备。

       先看一张图，图中描述了流程，有助了解驱动。

       用户态：

       内核态：

       驱动链表：管理所有设备的驱动，添加或查找， 添加是发生在我们编写完驱动程序，加载到内核。查找是在调用驱动程序，由应用层用户空间去查找使用open函数。驱动插入链表的顺序由设备号检索。

       字符设备驱动工作原理：

       在Linux的世界里一切皆文件，所有的硬件设备操作到应用层都会被抽象成文件的操作。当应用层要访问硬件设备，它必定要调用到硬件对应的a5源码是免费的吗驱动程序。Linux内核有那么多驱动程序，应用怎么才能精确的调用到底层的驱动程序呢？

       当open函数打开设备文件时，可以根据设备文件对应的struct inode结构体描述的信息，可以知道接下来要操作的设备类型（字符设备还是块设备），还会分配一个struct file结构体。

       根据struct inode结构体里面记录的设备号，可以找到对应的驱动程序。在Linux操作系统中每个字符设备都有一个struct cdev结构体。此结构体描述了字符设备所有信息，其中最重要的求杨幂13分钟源码一项就是字符设备的操作函数接口。

       找到struct cdev结构体后，linux内核就会将struct cdev结构体所在的内存空间首地址记录在struct inode结构体i_cdev成员中，将struct cdev结构体中的记录的函数操作接口地址记录在struct file结构体的f_ops成员中。

       任务完成，VFS层会给应用返回一个文件描述符（fd）。这个fd是和struct file结构体对应的。接下来上层应用程序就可以通过fd找到struct file，然后在struct file找到操作字符设备的函数接口file_operation了。

       其中，cdev_init和cdev_add在驱动程序的运动会微信小程序源码入口函数中就已经被调用，分别完成字符设备与file_operation函数操作接口的绑定，和将字符驱动注册到内核的工作。

       驱动程序开发步骤：

       Linux 内核就是由各种驱动组成的，内核源码中有大约 %是各种驱动程序的代码。内核中驱动程序种类齐全，可以在同类驱动的基础上进行修改以符合具体单板。

       编写驱动程序的难点并不是硬件的具体操作，而是弄清楚现有驱动程序的框架，在这个框架中加入这个硬件。

       一般来说，云胶片系统源码 使用手册编写一个 linux 设备驱动程序的大致流程如下：

       下面以一个简单的字符设备驱动框架代码来进行驱动程序的开发、编译等。

       基于驱动框架的代码开发：

       上层调用代码

       驱动框架代码

       驱动开发的重点难点在于读懂框架代码，在里面进行设备的添加和修改。

       驱动框架设计流程：

       1. 确定主设备号

       2. 定义结构体 类型 file_operations

       3. 实现对应的 drv_open/drv_read/drv_write 等函数，填入 file_operations 结构体

       4. 实现驱动入口：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数，执行工作：

       ① 把 file_operations 结构体告诉内核：注册驱动程序register_chrdev.

       ② 创建类class_create.

       ③ 创建设备device_create.

       5. 实现出口：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数，执行工作：

       ① 把 file_operations 结构体从内核注销：unregister_chrdev.

       ② 销毁类class_create.

       ③ 销毁设备结点device_destroy.

       6. 其他完善：GPL协议、入口加载

       驱动模块代码编译和测试：

       编译阶段：

       驱动模块代码编译（模块的编译需要配置过的内核源码，编译、连接后生成的内核模块后缀为.ko，编译过程首先会到内核源码目录下，读取顶层的Makefile文件，然后再返回模块源码所在目录。）

       将该驱动代码拷贝到 linux-rpi-4..y/drivers/char 目录下 文件中（也可选择设备目录下其它文件）

       修改该文件夹下Makefile（驱动代码放到哪个目录，就修改该目录下的Makefile），将上面的代码编译生成模块，文件内容如下图所示：（-y表示编译进内核，-m表示生成驱动模块，CONFIG_表示是根据config生成的），所以只需要将obj-m += pin4drive.o添加到Makefile中即可。

       回到linux-rpi-4..y/编译驱动文件

       使用指令：ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules进行编译生成驱动模块。

       加载内核驱动：

       加载内核驱动（相当于通过insmod调用了module_init这个宏，然后将整个结构体加载到驱动链表中）。 加载完成后就可以在dev下面看到名字为pin4的设备驱动（这个和驱动代码里面static char *module_name="pin4"; //模块名这行代码有关），设备号也和代码里面相关。

       lsmod查看系统的驱动模块，执行上层代码，赋予权限

       查看内核打印的信息，如下图所示：表示驱动调用成功

       在装完驱动后可以使用指令：sudo rmmod +驱动名（不需要写ko）将驱动卸载。

       驱动调用流程：

       上层空间的open去查找dev下的驱动（文件名），文件名背后包含了驱动的主设备号和次设备号。此时用户open触发一个系统调用，系统调用经过vfs（虚拟文件系统），vfs根据文件名背后的设备号去调用sys_open去判断，找到内核中驱动链表的驱动位置，再去调用驱动里面自己的dev_open函数。

       为什么生成驱动模块需要在虚拟机上生成？树莓派不行吗？

       生成驱动模块需要编译环境（linux源码并且编译，需要下载和系统版本相同的Linux内核源代码）。也可以在树莓派上面编译，但在树莓派里编译，效率会很低，要非常久。