【嵌入式Linux内核驱动】01_内核模块

内核模块

宏内核&微内核

微内核就是内核中的一部分功能放到应用层

内核小，精简，可扩展性好，安全性好

相互之间通信损耗多

内核模块

Linux是宏内核操作系统的典型代表，所有内核功能都整体编译到一起，优点是效率高，缺点修改一下很麻烦。所以引入内核模块。

• 灵活，缩短模块的开发周期，因为模块的安装和卸载都很方便。编译成模块.ko，放在应用层，用的时候插入内核，不要的时候卸载。更新不用重新修改编译内核源码。
• 节省空间，通用的功能放进内核，多出来的不同版本的特定功能就可以放进内核模块，不用的可以不编译。（也可以用设备树）
• 安全性好，模块有问题不会影响内核其他部分。
• 应用程序在退出时，可以不管资源的释放或者其他的清除工作，而把这些任务交给模块退出函数(exit)。

NFS挂载调试内核模块

bootargs启动参数设置

• root=/dev/nfs #指定rootfs所在的设备是NFS，也就是从NFS启动

• nfsroot=192.168.9.119:/nfs/rootfs #指定nfs rootfs的位置 （是在ip 是192.168.9.119的机器上 的/nfs/rootfs目录下）.

  ​ 注意/nfs/rootfs必须和前面NFS服务配置文件设置一致（见环境安装）

• v3 #ubuntu 20.04，nfs版本的问题需在bootargs 里加v3

• console=ttyS0,115200 #指定内核启动后串口信息从串口0输出，波特率115200

• init=/linuxrc #指定第一个应用程序

• ip=192.168.9.9 #需设置为板子u-boot自己的IP（通过pri ipaddr查看）

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bootcmd设置

• ext4load mmc 1:1 0x84000000 /boot/Image //读ext 文件系统中的 /boot/Image 到内存 0x84000000

  ​ //这个镜像是烧录在TF卡上的官方镜像

  ​ //fstype mmc 1:1 //查看emmc设备（flash) 1号设备的1号分区

• ext4load mmc 1:1 83100000 /boot/tegra210-p3448-0002-p3449-0000-b00.dtb //和上面一个道理

• booti 0x84000000 - 83100000 /*启动Image格式的内核 booti，

  引导ARM64 kernel image----Image； bootz，

  引导ARM kernel image----zImage； bootm，

  引导u-boot自定义的kernel image----uImage。

# setenv bootargs  root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.9.119:/nfs/rootfs,v3 console=ttyS0,115200 init=/linuxrc ip=192.168.9.9
# setenv nfsboot ext4load mmc 1:1 0x84000000 /boot/Image \; ext4load mmc 1:1 83100000 /boot/tegra210-p3448-0002-p3449-0000-b00.dtb \; booti 0x84000000 - 83100000
# pri bootcmd /*备份原来的，方便恢复bootcmd=run distro_bootcmd*/
# set bootcmd run nfsboot  
# saveenv
# run nfsboot  //能nfs挂载成功	

内核三要素

• module_init(led_init); //模块加载入口声明
• module_exit(led_exit); //模块卸载入口声明
• MODULE_LICENSE(“GPL”); //模块免费开源声明

//led.c
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>static int led_init(void)
{printk("led init yhai 1\n");return 0;
}static void led_exit(void)
{printk("led exit\n");
}module_init(led_init); //模块加载入口声明
module_exit(led_exit); //模块卸载入口声明
MODULE_LICENSE("GPL"); //模块免费开源声明
MODULE_AUTHOR("chendu yhai"); //模块作者声明(可选)

Makefile

• KERNELDIR ?= ~/linux 第二行这里的目录要选一个已经编译过的内核目录
• obj-m := led.o 这里的.o文件名要和.c的文件名一样

//Makefile
ifeq ($(KERNELRELEASE),)
KERNELDIR ?= ~/linux 
PWD := $(shell pwd)all:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modulesclean:rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions Module* modules* a.out elseobj-m := led.o
endif

验证测试

SourceInsight编辑代码，cp到nfs目录编译生成ko文件插入内核

• make的时候不要在共享文件夹，会报错，可以直接复制到nfs共享目录下编译

$ make              //编译生成 模块文件 led.ko
$ file led.ko       //查看一下格式，看编译的是 电脑的， 还是板子的（ARM)# insmod led.ko     /*加载模块 
提示： loading out-of-tree module taints kernel    -> 提示内核污染，出问题时你自己驱动的问题，不是内核的问题。方便内核开放者排查 
可添加   MODULE_INFO(intree, "Y"); 去除提示，但最好别这样做                */
# lsmod  /*查看已加载模块列表 -> 检测是否已加载等效于 cat /proc/modules*/
# rmmod  led         //卸载模块     # dmesg      //查看内核日志