驅(qū)動(dòng)認(rèn)知

1. 什么是驅(qū)動(dòng)

驅(qū)動(dòng)就是對(duì)底層硬件設(shè)備的操作進(jìn)行封裝，并向上層提供函數(shù)接口。

設(shè)備分類：linux系統(tǒng)將設(shè)備分為3類：字符設(shè)備、塊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

• 字符設(shè)備：指只能一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)讀寫的設(shè)備，不能隨機(jī)讀取設(shè)備內(nèi)存中的某一數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)需要按照先后順序。字符設(shè)備是面向流的設(shè)備，常見的字符設(shè)備有鼠標(biāo)、鍵盤、串口、控制臺(tái)和LED設(shè)備等，字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通常至少要實(shí)現(xiàn)open、close、read和write的系統(tǒng)調(diào)用，字符終端（/dev/console）和串口（/dev/ttyS0以及類似設(shè)備）就是兩個(gè)字符設(shè)備，它們能很好的說明“流”這種抽象概念。
• 塊設(shè)備：指可以從設(shè)備的任意位置讀取一定長度數(shù)據(jù)的設(shè)備。塊設(shè)備包括硬盤、磁盤、U盤和SD卡等。
• 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以是一個(gè)硬件設(shè)備,如網(wǎng)卡; 但也可以是一個(gè)純粹的軟件設(shè)備,比如回環(huán)接口(lo).一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口負(fù)責(zé)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)報(bào)文。

我們來舉一個(gè)例子來說一下整體的調(diào)用過程

1. 在上層我們調(diào)用 c語言 open函數(shù) open("/dev/pin4",O_RDWR); 調(diào)用/dev下的pin4以可讀可寫的方式打開，**==對(duì)于上層open調(diào)用到內(nèi)核時(shí)會(huì)發(fā)生一次軟中斷中斷號(hào)是0X80，從用戶空間進(jìn)入到內(nèi)核空間==**
2. open會(huì)調(diào)用到system_call(內(nèi)核函數(shù))，system_call會(huì)根據(jù)/dev/pin4設(shè)備名，去找出你要的設(shè)備號(hào)。
3. 再調(diào)到虛擬文件VFS （為了上層調(diào)用到確切的硬件統(tǒng)一化）,調(diào)用VFS里的sys_open，sys_open會(huì)找到在驅(qū)動(dòng)鏈表里面，根據(jù)主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)找到引腳4里的open函數(shù)，我們?cè)谝_4里的open是對(duì)寄存器操作

我們寫驅(qū)動(dòng)無非就是做添加驅(qū)動(dòng)：添加驅(qū)動(dòng)做哪些事呢？

1. 設(shè)備名
2. 設(shè)備號(hào)
3. 設(shè)備驅(qū)動(dòng)函數(shù) （操作寄存器 來驅(qū)動(dòng) IO口）

==綜上所述==如果想要打開dev下面的pin4引腳，過程是：用戶態(tài)調(diào)用open（“/de/pin4”,O_RDWR）,對(duì)于內(nèi)核來說，上層調(diào)用open函數(shù)會(huì)觸發(fā)一個(gè)軟中斷（系統(tǒng)調(diào)用專用，中斷號(hào)是0x80，0x80代表發(fā)生了一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用），系統(tǒng)進(jìn)入內(nèi)核態(tài)，并走到system_call，可以認(rèn)為這個(gè)就是此軟中斷的中斷服務(wù)程序入口，然后通過傳遞過來的系統(tǒng)調(diào)用號(hào)來決定調(diào)用相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)程序（在這里是調(diào)用VFS中的sys_open）。sys_open會(huì)在內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)鏈表里面根據(jù)設(shè)備名和設(shè)備號(hào)查找到相關(guān)的驅(qū)動(dòng)函數(shù)（每一個(gè)驅(qū)動(dòng)函數(shù)是一個(gè)節(jié)點(diǎn)），**==驅(qū)動(dòng)函數(shù)里面有通過寄存器操控IO口的代碼，進(jìn)而可以控制IO口實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能==**。

2. 各分態(tài)的詳解

用戶態(tài)：

• 是指用戶編寫程序、運(yùn)行程序的層面，用戶態(tài)在開發(fā)時(shí)需要C的基礎(chǔ)和C庫，C庫講到文件，進(jìn)程，進(jìn)程間通信，線程，網(wǎng)絡(luò)，界面（GTk）。C庫（是linux標(biāo)準(zhǔn)庫一定有）：就是Clibary，提供了程序支配內(nèi)核干活的接口，調(diào)用的open，read，write，fork，pthread，socket由此處封裝實(shí)現(xiàn)，由寫的應(yīng)用程序調(diào)用，C庫中的各種API調(diào)用的是內(nèi)核態(tài)，支配內(nèi)核干活。

內(nèi)核態(tài)：

• 用戶要使用某個(gè)硬件設(shè)備時(shí)，需要內(nèi)核態(tài)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)硬件干活，就比如之前文章里面所提到的wiringPi庫，就是提供了用戶操控硬件設(shè)備的接口，在沒有wiringPi庫時(shí)就需要自己實(shí)現(xiàn)wiringPi庫的功能，就是自己寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。這樣當(dāng)我們拿到另一種類型的板子時(shí)，同樣也可以完成開發(fā)。

• 在linux中一切皆文件，各種的文件和設(shè)備（比如：鼠標(biāo)、鍵盤、屏幕、flash、內(nèi)存、網(wǎng)卡、如下圖所示：）都是文件，那既然是文件了，就可以使用文件操作函數(shù)來操作這些設(shè)備。

• 有一個(gè)問題，open、read等這些文件操作函數(shù)是如何知道打開的文件是哪一種硬件設(shè)備呢？①在open函數(shù)里面輸入對(duì)應(yīng)的文件名，進(jìn)而操控對(duì)應(yīng)的設(shè)備。②通過 ==設(shè)備號(hào)（主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)）== 。除此之外我們還要了解這些驅(qū)動(dòng)程序的位置，和如何實(shí)現(xiàn)這些驅(qū)動(dòng)程序，每一種硬件設(shè)備對(duì)應(yīng)不同的驅(qū)動(dòng)（這些驅(qū)動(dòng)有我們自己來實(shí)現(xiàn)）。

• Linux的設(shè)備管理是和文件系統(tǒng)緊密結(jié)合的，各種設(shè)備都以文件的形式存放在/dev目錄下，稱為 ==設(shè)備文件==。應(yīng)用程序可以打開、關(guān)閉和讀寫這些設(shè)備文件，完成對(duì)設(shè)備的操作，就像操作普通的數(shù)據(jù)文件一樣。為了管理這些設(shè)備，系統(tǒng)為設(shè)備編了號(hào)，每個(gè)設(shè)備號(hào)又分為==主設(shè)備號(hào)== 和 ==次設(shè)備號(hào)==（如下圖所示：）。
  
  
  主設(shè)備號(hào)用來區(qū)分不同種類的設(shè)備，而次設(shè)備號(hào)用來區(qū)分同一類型的多個(gè)設(shè)備。對(duì)于常用設(shè)備，Linux有約定俗成的編號(hào)，如硬盤的主設(shè)備號(hào)是3。一個(gè)字符設(shè)備或者塊設(shè)備都有一個(gè)主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)。**==主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)統(tǒng)稱為設(shè)備號(hào)==**。

  主設(shè)備號(hào)用來表示一個(gè)特定的驅(qū)動(dòng)程序。
  次設(shè)備號(hào)用來表示使用該驅(qū)動(dòng)程序的各設(shè)備。

  例如一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，有兩個(gè)LED指示燈，LED燈需要獨(dú)立的打開或者關(guān)閉。那么，可以寫一個(gè)LED燈的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，可以將其主設(shè)備號(hào)注冊(cè)成5號(hào)設(shè)備，次設(shè)備號(hào)分別為1和2。這里，次設(shè)備號(hào)就分別表示兩個(gè)LED燈。

==驅(qū)動(dòng)鏈表==

管理所有設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，添加或查找
添加是發(fā)生在我們編寫完驅(qū)動(dòng)程序，加載到內(nèi)核。
查找是在調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序，由應(yīng)用層用戶空間去查找使用open函數(shù)。

驅(qū)動(dòng)插入鏈表的順序由設(shè)備號(hào)檢索，就是說主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)除了能區(qū)分不同種類的設(shè)備和不同類型的設(shè)備，還能起到將驅(qū)動(dòng)程序加載到鏈表的某個(gè)位置，在下面介紹的驅(qū)動(dòng)代碼的開發(fā)無非就是添加驅(qū)動(dòng)（添加設(shè)備號(hào)、設(shè)備名和設(shè)備驅(qū)動(dòng)函數(shù)）和調(diào)用驅(qū)動(dòng)。

• system_call函數(shù)是怎么找到詳細(xì)的系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程的呢？通過系統(tǒng)調(diào)用號(hào)查找系統(tǒng)調(diào)用表sys_call_table！ 軟中斷指令I(lǐng)NT 0x80運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用號(hào)會(huì)被放入 eax寄存器中，system_call函數(shù)能夠讀取eax寄存器獲取，然后將其乘以4，生成偏移地址，然后以sys_call_table為基址。基址加上偏移地址，就能夠得到詳細(xì)的系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程的地址了！然后就到了系統(tǒng)調(diào)用服務(wù)例程了。

補(bǔ)充：

1. 每個(gè)系統(tǒng)調(diào)用都對(duì)應(yīng)一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用號(hào)，而系統(tǒng)調(diào)用號(hào)就對(duì)應(yīng)內(nèi)核中的相應(yīng)處理函數(shù)。
2. 所有系統(tǒng)調(diào)用都是通過中斷0x80來觸發(fā)的。
3. 使用系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，通過eax 寄存器將系統(tǒng)調(diào)用號(hào)傳遞到內(nèi)核，系統(tǒng)調(diào)用的入?yún)⑼ㄟ^ebx、ecx……依次傳遞到內(nèi)核
4. 和函數(shù)一樣，系統(tǒng)調(diào)用的返回值保存在eax中，所有要從eax中取出

3. 字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)工作原理

字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)工作原理在linux的世界里一切皆文件，所有的硬件設(shè)備操作到應(yīng)用層都會(huì)被抽象成文件的操作。我們知道如果應(yīng)用層要訪問硬件設(shè)備，它必定要調(diào)用到硬件對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。Linux內(nèi)核有那么多驅(qū)動(dòng)程序，應(yīng)用怎么才能精確的調(diào)用到底層的驅(qū)動(dòng)程序呢？

==必須知道的知識(shí)：==

1. 在Linux文件系統(tǒng)中，每個(gè)文件都用一個(gè) struct inode結(jié)構(gòu)體來描述，這個(gè)結(jié)構(gòu)體記錄了這個(gè)文件的所有信息，例如文件類型，訪問權(quán)限等。

2. 在linux操作系統(tǒng)中，每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序在應(yīng)用層的/dev目錄或者其他如/sys目錄下都會(huì)有一個(gè)文件與之對(duì)應(yīng)。

3. 在linux操作系統(tǒng)中, 每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序都有一個(gè)設(shè)備號(hào)。

4. 在linux操作系統(tǒng)中，每打開一次文件，Linux操作系統(tǒng)會(huì)在VFS層分配一個(gè)struct file結(jié)構(gòu)體來描述打開的文件。

(1) 當(dāng)open函數(shù)打開設(shè)備文件時(shí)，可以根據(jù)設(shè)備文件對(duì)應(yīng)的struct inode結(jié)構(gòu)體描述的信息，可以知道接下來要操作的設(shè)備類型（字符設(shè)備還是塊設(shè)備），還會(huì)分配一個(gè)struct file結(jié)構(gòu)體。

(2) 根據(jù)struct inode結(jié)構(gòu)體里面記錄的設(shè)備號(hào)，可以找到對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。這里以字符設(shè)備為例。在Linux操作系統(tǒng)中每個(gè)字符設(shè)備都有一個(gè)struct cdev結(jié)構(gòu)體。此結(jié)構(gòu)體描述了字符設(shè)備所有信息，其中最重要的一項(xiàng)就是字符設(shè)備的操作函數(shù)接口。

(3) 找到struct cdev結(jié)構(gòu)體后，linux內(nèi)核就會(huì)將struct cdev結(jié)構(gòu)體所在的內(nèi)存空間首地址記錄在struct inode結(jié)構(gòu)體i_cdev成員中，將struct cdev結(jié)構(gòu)體中的記錄的函數(shù)操作接口地址記錄在struct file結(jié)構(gòu)體的f_ops成員中。

(4) 任務(wù)完成，VFS層會(huì)給應(yīng)用返回一個(gè)文件描述符（fd）。這個(gè)fd是和struct file結(jié)構(gòu)體對(duì)應(yīng)的。接下來上層應(yīng)用程序就可以通過fd找到struct file，然后在struct file找到操作字符設(shè)備的函數(shù)接口file_operation了。

其中，cdev_init和cdev_add在驅(qū)動(dòng)程序的入口函數(shù)中就已經(jīng)被調(diào)用，分別完成字符設(shè)備與file_operation函數(shù)操作接口的綁定，和將字符驅(qū)動(dòng)注冊(cè)到內(nèi)核的工作。

基于框架編寫驅(qū)動(dòng)代碼：

• 上層調(diào)用代碼：操作驅(qū)動(dòng)的上層代碼（pin4test.c）:

#include
#include
#include
#include

voidmain()
{
intfd,data;
fd=open("/dev/pin4",O_RDWR);
if(fd<0){
printf("openfail
");
perror("reson:");
}
else{
printf("opensuccessful
");
}
fd=write(fd,'1',1);
}

-內(nèi)核驅(qū)動(dòng)**==最簡單的字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架==**：

字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架代碼

#include//file_operations聲明
#include//module_initmodule_exit聲明
#include//__init__exit宏定義聲明
#include//classdevise聲明
#include//copy_from_user的頭文件
#include//設(shè)備號(hào)dev_t類型聲明
#include//ioremapiounmap的頭文件

staticstructclass*pin4_class;
staticstructdevice*pin4_class_dev;

staticdev_tdevno;//設(shè)備號(hào)，devno是用來接收創(chuàng)建設(shè)備號(hào)函數(shù)的返回值，銷毀的時(shí)候需要傳這個(gè)參數(shù)
staticintmajor=231;//主設(shè)備號(hào)
staticintminor=0;//次設(shè)備號(hào)
staticchar*module_name="pin4";//模塊名

//led_open函數(shù)
staticintpin4_open(structinode*inode,structfile*file)
{
printk("pin4_open
");//內(nèi)核的打印函數(shù)和printf類似
return0;
}

//led_write函數(shù)
staticssize_tpin4_write(structfile*file,constchar__user*buf,size_tcount,loff_t*ppos)
{

printk("pin4_write
");//內(nèi)核的打印函數(shù)和printf類似
return0;
}
//將上面的函數(shù)賦值給一個(gè)結(jié)構(gòu)體中，方便下面加載到到驅(qū)動(dòng)鏈表中去
staticstructfile_operationspin4_fops={
//static防止其他文件也有同名pin4_fops
//static限定這個(gè)結(jié)構(gòu)體的作用，僅僅只在這個(gè)文件。
.owner=THIS_MODULE,
.open=pin4_open,
.write=pin4_write,
};
/*
上面的代碼等同于以下代碼(但是在單片機(jī)keil的編譯環(huán)境里面不允許以上寫法)：
里面的每個(gè)pin4_fops結(jié)構(gòu)體成員單獨(dú)賦值
staticstructfile_operationspin4_fops;
pin4_fops.owner=THIS_MODULE;
pin4_fops.open=pin4_open;
pin4_fops.write=pin4_write;
*/
//static限定這個(gè)結(jié)構(gòu)體的作用，僅僅只在這個(gè)文件。


int__initpin4_drv_init(void)//真實(shí)的驅(qū)動(dòng)入口
{

intret;
devno=MKDEV(major,minor);//2.創(chuàng)建設(shè)備號(hào)
ret=register_chrdev(major,module_name,&pin4_fops);
//3.注冊(cè)驅(qū)動(dòng)告訴內(nèi)核，把這個(gè)驅(qū)動(dòng)加入到內(nèi)核驅(qū)動(dòng)的鏈表中

pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//由代碼在dev下自動(dòng)生成設(shè)備,創(chuàng)建一個(gè)類
pin4_class_dev=device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);
//創(chuàng)建設(shè)備文件，先有上面那一行代碼，創(chuàng)建一個(gè)類然后這行代碼，類下面再創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備。


return0;
}

void__exitpin4_drv_exit(void)
{

device_destroy(pin4_class,devno);//先銷毀設(shè)備
class_destroy(pin4_class);//再銷毀類
unregister_chrdev(major,module_name);//卸載驅(qū)動(dòng)

}

module_init(pin4_drv_init);//入口，內(nèi)核加載驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)宏（不是函數(shù)）會(huì)被調(diào)用，去調(diào)用pin4_drv_init這個(gè)函數(shù)
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPLv2");

手動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備名

• 上面這個(gè)字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)代碼里面有讓代碼自動(dòng)的在dev下面生成設(shè)備除此之外我們還可以手動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備名。使用指令：sudo mknod +設(shè)備名字 +設(shè)備類型（c表示字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)） +主設(shè)備號(hào)+次設(shè)備號(hào) b ：create a block(buffered) pecial file。c, u：create a character (unbuffered)special file。 p：create a FIFO， 刪除手動(dòng)創(chuàng)建的設(shè)備名直接rm就好。如下圖所示：

驅(qū)動(dòng)框架執(zhí)行流程：

• 通過上層程序打開某個(gè)設(shè)備，如果沒有驅(qū)動(dòng)，執(zhí)行就會(huì)報(bào)錯(cuò)，在內(nèi)核驅(qū)動(dòng)中，上層系統(tǒng)調(diào)用open，wirte函數(shù)會(huì)觸發(fā)sys_call、sys_call會(huì)調(diào)用sys_open,和sys_write、sys_open,和sys_write通過主設(shè)備號(hào)在內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)鏈表里把設(shè)備驅(qū)動(dòng)找出來，執(zhí)行里面的open和write、我們?yōu)榱苏麄€(gè)流程順利進(jìn)行，我們要先準(zhǔn)備好驅(qū)動(dòng)（設(shè)備驅(qū)動(dòng)文件）。
• 設(shè)備驅(qū)動(dòng)文件有固定框架：

1. module_init(pin4_drv_init); //入口 去調(diào)用 pin4_drv_init函數(shù)
2. int __init pin4_drv_init(void) //真實(shí)的驅(qū)動(dòng)入口
3. 驅(qū)動(dòng)入口devno = MKDEV(major,minor); // 創(chuàng)建設(shè)備號(hào)
4. register_chrdev(major, module_name,&pin4_fops); //注冊(cè)驅(qū)動(dòng) 告訴內(nèi)核，把上面準(zhǔn)備好的結(jié)構(gòu)體加入到內(nèi)核驅(qū)動(dòng)的鏈表中
5. pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//由代碼在dev下自動(dòng)生成設(shè)備,創(chuàng)建一個(gè)類
6. pin4_class_dev =device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name); //創(chuàng)建設(shè)備文件。
7. 主要是要讓/dev下多了個(gè)文件供我們上層可以open
8. 如果沒有，也可以手動(dòng)sudo mknod +設(shè)備名字 +設(shè)備類型（c表示字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)） +主設(shè)備號(hào)+次設(shè)備號(hào)的去創(chuàng)造設(shè)備

驅(qū)動(dòng)模塊代碼編譯

驅(qū)動(dòng)模塊代碼編譯

驅(qū)動(dòng)模塊代碼編譯（模塊的編譯需要配置過的內(nèi)核源碼，編譯、連接后生成的內(nèi)核模塊后綴為.ko，編譯過程首先會(huì)到內(nèi)核源碼目錄下，讀取頂層的Makefile文件，然后再返回模塊源碼所在目錄。）：

• 使用下面的的代碼：（就是上面的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)代碼）

#include//file_operations聲明
#include//module_initmodule_exit聲明
#include//__init__exit宏定義聲明
#include//classdevise聲明
#include//copy_from_user的頭文件
#include//設(shè)備號(hào)dev_t類型聲明
#include//ioremapiounmap的頭文件


staticstructclass*pin4_class;
staticstructdevice*pin4_class_dev;

staticdev_tdevno;//設(shè)備號(hào)
staticintmajor=231;//主設(shè)備號(hào)
staticintminor=0;//次設(shè)備號(hào)
staticchar*module_name="pin4";//模塊名

//led_open函數(shù)
staticintpin4_open(structinode*inode,structfile*file)
{
printk("pin4_open
");//內(nèi)核的打印函數(shù)和printf類似

return0;
}
//read函數(shù)
staticintpin4_read(structfile*file,char__user*buf,size_tcount,loff_t*ppos)
{
printk("pin4_read
");//內(nèi)核的打印函數(shù)和printf類似

return0;
}

//led_write函數(shù)
staticssize_tpin4_write(structfile*file,constchar__user*buf,size_tcount,loff_t*ppos)
{

printk("pin4_write
");//內(nèi)核的打印函數(shù)和printf類似
return0;
}

staticstructfile_operationspin4_fops={

.owner=THIS_MODULE,
.open=pin4_open,
.write=pin4_write,
.read=pin4_read,
};
//static限定這個(gè)結(jié)構(gòu)體的作用，僅僅只在這個(gè)文件。
int__initpin4_drv_init(void)//真實(shí)的驅(qū)動(dòng)入口
{

intret;
devno=MKDEV(major,minor);//創(chuàng)建設(shè)備號(hào)
ret=register_chrdev(major,module_name,&pin4_fops);//注冊(cè)驅(qū)動(dòng)告訴內(nèi)核，把這個(gè)驅(qū)動(dòng)加入到內(nèi)核驅(qū)動(dòng)的鏈表中

pin4_class=class_create(THIS_MODULE,"myfirstdemo");//讓代碼在dev下自動(dòng)>生成設(shè)備
pin4_class_dev=device_create(pin4_class,NULL,devno,NULL,module_name);//創(chuàng)建設(shè)備文件


return0;
}

void__exitpin4_drv_exit(void)
{

device_destroy(pin4_class,devno);
class_destroy(pin4_class);
unregister_chrdev(major,module_name);//卸載驅(qū)動(dòng)
}
module_init(pin4_drv_init);//入口，內(nèi)核加載驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)宏會(huì)被調(diào)用，去調(diào)用pin4_drv_init這個(gè)函數(shù)
module_exit(pin4_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPLv2");

• 在導(dǎo)入虛擬機(jī)的內(nèi)核代碼中找到字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)的那一個(gè)文件夾：/SYSTEM/linux-rpi-4.19.y/drivers/char將以上代碼復(fù)制到一個(gè)文件中，然后下一步要做的是就是：將上面的驅(qū)動(dòng)代碼編譯生成模塊，再修改Makefile。（你放那個(gè)文件下，就改哪個(gè)文件下的Makefile）
• 文件內(nèi)容如下圖所示：（-y表示編譯進(jìn)內(nèi)核，-m表示生成驅(qū)動(dòng)模塊，CONFIG_表示是根據(jù)config生成的）所以只需要將obj-m += pin4drive.o添加到Makefile中即可。下圖：Makefile文件圖
• 編譯生成驅(qū)動(dòng)模塊,將生成的.ko文件發(fā)送給樹莓派然后回/SYSTEM/linux-rpi-4.19.y下使用指令：ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make modules進(jìn)行編譯生成驅(qū)動(dòng)模塊。然后將生成的.ko文件發(fā)送給樹莓派：scp drivers/char/pin4driver.ko pi@192.168.0.104:/home/pi編譯生成驅(qū)動(dòng)模塊會(huì)生成以下幾個(gè)文件：
• .o的文件是object文件，.ko是kernel object，與.o的區(qū)別在于其多了一些sections,比如.modinfo。.modinfo section是由kernel source里的modpost工具生成的，包括MODULE_AUTHOR, MODULE_DESCRIPTION, MODULE_LICENSE, device ID table以及模塊依賴關(guān)系等等。depmod 工具根據(jù).modinfo section生成modules.dep, modules.*map等文件，以便modprobe更方便的加載模塊。

• 編譯過程中，經(jīng)歷了這樣的步驟：

1. 先進(jìn)入Linux內(nèi)核所在的目錄，并編譯出pin4drive.o文件
2. 運(yùn)行MODPOST會(huì)生成臨時(shí)的pin4drive.mod.c文件， 而后根據(jù)此文件編譯出pin4drive.mod.o，
3. 之后連接pin4drive.o和pin4drive.mod.o文件得到模塊目標(biāo)文件pin4drive.ko，
4. 最后離開Linux內(nèi)核所在的目錄。

將pin4test.c (上層調(diào)用代碼) 進(jìn)行 交叉編譯后發(fā)送給樹莓派，就可以看到pi目錄下存在發(fā)送過來的.ko文件和pin4test這兩個(gè)文件，如下圖所示：

加載內(nèi)核驅(qū)動(dòng)

然后使用指令：sudo insmod pin4drive.ko加載內(nèi)核驅(qū)動(dòng)（相當(dāng)于通過insmod調(diào)用了module_init這個(gè)宏，然后將整個(gè)結(jié)構(gòu)體加載到驅(qū)動(dòng)鏈表中）加載完成后就可以在dev下面看到名字為pin4的設(shè)備驅(qū)動(dòng)（這個(gè)和驅(qū)動(dòng)代碼里面static char *module_name="pin4"; //模塊名這行代碼有關(guān)），設(shè)備號(hào)也和代碼里面相關(guān)。

lsmod可以查看驅(qū)動(dòng)已經(jīng)裝進(jìn)去了。

• 我們?cè)賵?zhí)行./pin4test 執(zhí)行上層代碼 執(zhí)行上層代碼出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：表示沒有權(quán)限 使用指令：sudo chmod 666 /dev/pin4為pin4賦予權(quán)限，讓所有人都可以打開成功。

然后再次執(zhí)行pin4test表面上看沒有任何信息輸出，其實(shí)內(nèi)核里面有打印信息只是上層看不到如果想要查看內(nèi)核打印的信息可以使用指令：dmesg |grep pin4。如下圖所示：表示驅(qū)動(dòng)調(diào)用成功在裝完驅(qū)動(dòng)后可以使用指令：sudo rmmod +驅(qū)動(dòng)名（不需要寫ko）將驅(qū)動(dòng)卸載。

為什么生成驅(qū)動(dòng)模塊需要在虛擬機(jī)上生成

• 為什么生成驅(qū)動(dòng)模塊需要在虛擬機(jī)上生成？樹莓派不行嗎？

  生成驅(qū)動(dòng)模塊需要編譯環(huán)境（linux源碼并且編譯，需要下載和系統(tǒng)版本相同的Linux內(nèi)核源代碼），也可以在樹莓派上面編譯，但在樹莓派里編譯，效率會(huì)很低，要非常久。這篇文章有講樹莓派驅(qū)動(dòng)的本地編譯。