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Linux设备驱动开发 9天

【1】课程大纲
	1.Linux内核模块
	2.字符设备驱动
	3.并发和竞态的解决方法
	4.IO模型
	5.linux内核中断
	6.Platform总线驱动
	7.i2c总线驱动
	8.spi总线驱动
	9.块设备驱动
	10.网卡设备驱动
	
【2】工作岗位
	Linux设备驱动开发
	Android设备驱动开发
	
【3】什么是驱动？arm裸机驱动和Linux设备驱动有什么区别？
	驱动：通过软件驱动硬件工作的代码
	共同点：
		都可以驱动硬件工作
	不同点：
		arm裸机驱动：只能执行一份代码，在main中按照先后
		顺序来执行，这份代码可以单独执行，不需要依赖其
		他的代码。
	
		Linux设备驱动：它是基于Linux内核才能够操作硬件，
		如果没有Linux内核，驱动不能单独执行，也不能自动
		执行（必须通过应用层控制才能执行）。可以同时安装
		多个Linux设备驱动
	
【4】Linux系统层次
应用层：                                 [0-3G]
		APP    glibc
---------------(系统调用swi)------------------------------
内核层：5大功能                          [3-4G]
	文件管理：通过文件系统ext2 ext3 ext4 yaffs jiffe等来
			  组织管理文件
	内存管理：通过内存（slab）管理单元来分配和释放内存的。
	进程管理：管理的是进程的创建，销毁，进程的调度等功能
	网络管理：通过网络协议栈进行网络数据的收发
	设备管理：设备驱动的管理
		字符设备驱动：按照字节流来访问，并且是顺序访问的。
		块设备驱动：按照块来访问（512字节），可以顺序访问
					也可以无序访问
		网卡设备驱动：网卡设备驱动是没有设备文件存在的。
				   （通过这种设备进行网络数据传输）
----------------------------------------------------------
硬件层：LED CAMERA LCD TOUCHSCREEN 
		声卡 显卡 BEEP USB鼠标 U盘   硬盘
		FLASH  交换机 路由器  猫  网卡等


【5】Linux设备驱动的使用
	demo.c    <==== 字符设备驱动
	
	Kconfig :生成选项菜单的文件
		 /home/linux/kernel/kernel-3.4.39/drivers/char
		 
		config FARSIGHT_DEMO (选项名)
		tristate "test test test ..." (选项菜单名)
		help
			this is a driver demo 

	.config  :保存选配号的选项
		CONFIG_FARSIGHT_DEMO=y
		CONFIG_FARSIGHT_DEMO=m 
		#CONFIG_FARSIGHT_DEMO is not set
		
	Makefile :用来编译驱动模块的
		obj-$(CONFIG_FARSIGHT_DEMO) += demo.o

		obj-y +=demo.o
		obj-m +=demo.o
	

	编译：
		y:
		make uImage  ===>将驱动编译到uImage中
		
		m:
		make modules ===>将驱动编译生成xxx.ko文件
		
【6】linux内核模块		
		
	模块三要素：内核模块不能单独执行，也不能自动自行
	
	入口
		static int __init demo_init(void)
		{
			return 0;
		}
		module_init(demo_init);
	出口
		static void __exit demo_exit(void)
		{
			
		}
		module_exit(demo_exit);
	许可证
		MODULE_LICENSE("GPL");


	内部编译：在内核源码树中编译
	外部编译：在内核源码树外进行编译
	
	Makefile：
		KERNELDIR:= /lib/modules/$(shell uname -r)/build/
		//这是Makefile中的一个变量，记录ubuntu内核的路径的
		//$(shell 命令) 在Makefile中起一个终端，执行命令，将
		//将命令执行的结果作为返回值
		PWD:=$(shell pwd)
		//PWD它是记录驱动所在目录的一个变量。

		all:
			//all是make执行的时候的默认的标签，
			//这个all的名字也可以随意指定(如modules)
			make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
			//make -C dir  进入到dir目录下执行它里面的Makefile文件
			//M  它是记录程序当前路径的一个变量
			//make modules 编译模块，只编译M指定的目录下的模块
			
		clean:
			make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean
			//make -C dir  进入到dir目录下执行它里面的Makefile文件
			//M= 它是记录程序当前路径的一个变量
			//make clean 清除编译，只清除M指定的目录下的模块文件
		
		obj-m:=demo.o  
		//指定的要编译的模块的名字

	Makefile中四种赋值的区别？
		=  
			查找Makefile中变量最后一次被赋值
			的结果，然后将它赋值给新的变量
			var1=abc
			var2=$(var1)
			var1=def

																										
			all:
				@echo $(var1)   #def
				@echo $(var2)   #def

		:=  立即赋值
			var1=abc
			var2:=$(var1)
			var1=def
																										
			all:
				@echo $(var1)  #def
				@echo $(var2)  #abc
		               
		+=  附加赋值
			var1=abc                                                                                    
			var2=def
			var2+=$(var1)

			all:
				@echo $(var1) #abc
				@echo $(var2) #def abc
		                 
		?= 询问赋值：询问变量之前是否被赋值过，
			如果变量之前没有被赋值过本次赋值成立，
			否则本次赋值不成立
			var1?=def

			all:
				@echo $(var1)   #def
		
			var1=abc
			var1?=def

			all:
				@echo $(var1)   #abc
	
【7】驱动安装和卸载的命令
	sudo insmod xxx.ko   安装驱动
	lsmod                查看模块是否被安装了
	sudo rmmod xxx       卸载驱动
	modinfo xxx.ko       查看模块中的各种信息的命令
	dmesg                查看printk打印的消息
	sudo dmesg -c        先在终端上显示一遍，然后清空消息  
	sudo dmesg -C         直接清空消息

【8】内核打印函数
	printk(打印级别 "控制格式",变量);
	printk("控制格式",变量);  //使用的是默认级别
	内核的八个打印级别如下，数字越小优先级越高。
	#define KERN_EMERG  "<0>"  
	/* system is unusable */
	#define KERN_ALERT  "<1>"   
	/* action must be taken immediately */
	#define KERN_CRIT   "<2>"  
	/* critical conditions */                  
	#define KERN_ERR    "<3>"   
	/* error conditions  */
	#define KERN_WARNING    "<4>"   
	/* warning conditions  */
	#define KERN_NOTICE "<5>"   
	/* normal but significant condition */
	#define KERN_INFO   "<6>"  
	/* informational  */
	#define KERN_DEBUG  "<7>"  
	/* debug-level messages */


	打印级别问题：
	proc/sys/kernel$ ls printk
	cat /proc/sys/kernel/printk
	4	          4             	1	           7
	终端的级别    消息的默认级别   终端的最大级别  终端的最小级别

	
	只有当消息的级别大于终端的级别的
	时候，消息才会显示。
	
	由于ubuntu的终端已经被开发者修改过了，所以
	即使消息的级别大于控制台的级别，消息依然不会
	显示，使用虚拟控制台才执行代码
	
	ctrl +alt +[F1-F6]  进入虚拟终端
	ctrl +alt + F7      退出虚拟终端
	
	修改默认级别的办法：
	su root
	echo 4 3 1 7 > /proc/sys/kernel/printk
	
	
	
	
【9】内核模块传参问题
	在工作中做开发的时候，在购买屏幕硬件的时候，给你提供了
	这个屏幕的驱动（xxx.ko），比如通过命令行传参的形式修改
	屏幕的默认最大亮度。
	
	Standard types are:
		byte, short, ushort, int, uint, long, ulong 注意：没有char类型！！
		charp: a character pointer
		bool: a bool, values 0/1, y/n, Y/N.
		invbool: the above, only sense-reversed (N = true).  
	
	module_param(name, type, perm)  
	功能：接收命令行传的参数
	参数：
		@name：变量名
		@type: 变量的类型
		@perm: 权限 0664 0775
		
	MODULE_PARM_DESC(_parm, desc)
	功能：对命令行传递的参数进行描述
	参数：
		@_parm：变量
		@desc:描述的字符串
	
	安装驱动的时候传参：
		sudo insmod demo.ko light=80
		
	在运行的使用传参
		/sys/module/驱动命名的目录/parameters/
		以变量命名的文件
		
		su root
		echo 70 > light



【10】如何下载笔记
	www.github.com/daizhansheng/

【11】作业：
	1.通过命令行传参的形式传递字符类型
	2.通过命令行传参的形式传递字符串
	3.通过命令行传参的形式传递数组
	module_param_array(name, type, nump, perm)