010——服务器开发环境搭建及开发方法（下）

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三、 第一个驱动程序

四、 buildroot

4.1 制作根文件系统

4.2 buildroot使用

五、 uboot

009——服务器开发环境搭建及开发方法（上）-CSDN博客

三、 第一个驱动程序

# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH,          比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH,          比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin 
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
#       请参考各开发板的高级用户使用手册

KERN_DIR = /home/book/program/100ask_roc-rk3399-pc/linux-4.4

all:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 
	$(CROSS_COMPILE)gcc -o hello_drv_test hello_drv_test.c 

clean:
	make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
	rm -rf modules.order
	rm -f hello_drv_test

obj-m	+= hello_drv.o

#include <linux/module.h>

#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>

/* 1. 确定主设备号                                                                 */
static int major = 0;
static char kernel_buf[1024];
static struct class *hello_class;


#define MIN(a, b) (a < b ? a : b)

/* 3. 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体                   */
static ssize_t hello_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_to_user(buf, kernel_buf, MIN(1024, size));
	return MIN(1024, size);
}

static ssize_t hello_drv_write (struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	int err;
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	err = copy_from_user(kernel_buf, buf, MIN(1024, size));
	return MIN(1024, size);
}

static int hello_drv_open (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

static int hello_drv_close (struct inode *node, struct file *file)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

/* 2. 定义自己的file_operations结构体                                              */
static struct file_operations hello_drv = {
	.owner	 = THIS_MODULE,
	.open    = hello_drv_open,
	.read    = hello_drv_read,
	.write   = hello_drv_write,
	.release = hello_drv_close,
};

/* 4. 把file_operations结构体告诉内核：注册驱动程序                                */
/* 5. 谁来注册驱动程序啊？得有一个入口函数：安装驱动程序时，就会去调用这个入口函数 */
static int __init hello_init(void)
{
	int err;
	
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	major = register_chrdev(0, "hello", &hello_drv);  /* /dev/hello */


	hello_class = class_create(THIS_MODULE, "hello_class");
	err = PTR_ERR(hello_class);
	if (IS_ERR(hello_class)) {
		printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
		unregister_chrdev(major, "hello");
		return -1;
	}
	
	device_create(hello_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "hello"); /* /dev/hello */
	
	return 0;
}

/* 6. 有入口函数就应该有出口函数：卸载驱动程序时，就会去调用这个出口函数           */
static void __exit hello_exit(void)
{
	printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	device_destroy(hello_class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(hello_class);
	unregister_chrdev(major, "hello");
}


/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

/*
 * ./hello_drv_test -w abc
 * ./hello_drv_test -r
 */
int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	char buf[1024];
	int len;
	
	/* 1. 判断参数 */
	if (argc < 2) 
	{
		printf("Usage: %s -w <string>\n", argv[0]);
		printf("       %s -r\n", argv[0]);
		return -1;
	}

	/* 2. 打开文件 */
	fd = open("/dev/hello", O_RDWR);
	if (fd == -1)
	{
		printf("can not open file /dev/hello\n");
		return -1;
	}

	/* 3. 写文件或读文件 */
	if ((0 == strcmp(argv[1], "-w")) && (argc == 3))
	{
		len = strlen(argv[2]) + 1;
		len = len < 1024 ? len : 1024;
		write(fd, argv[2], len);
	}
	else
	{
		len = read(fd, buf, 1024);		
		buf[1023] = '\0';
		printf("APP read : %s\n", buf);
	}
	
	close(fd);
	
	return 0;
}

        看来驱动模块还是要放到对应的modules目录下才可以正常modprobe。之前用3.14版本的内核就需要这样做现在4.9.88还是需要。

测试一下这个字符驱动没问题。

四、 buildroot

4.1 制作根文件系统

        制作根文件系统有很多种方法：

使用 Busybox 手工制作
        Busybox 本身包含了很了 Linux 命令，但是要编译其他程序的话需要手工下载、编译，如果它需要某些依赖库，你还需要手工下载、编译这些依赖库。如果想做一个极简的文件系统，可以使用 Busybox 手工制作。

使用 Buildroot 自动制作

        它是一个自动化程序很高的系统，可以在里面配置、编译内核，配置编译 uboot、配置编译根文件系统。在编译某些 APP 时，它会自动去下载源码、下载它的依赖库，自动编译这些程序。
Buildroot 的语法跟一般的 Makefile 语法类似，很容易掌握。

使用 Yocto
        NXP、 ST 等公司的官方开发包是使用 Yocto，但是 Yocto 语法复杂，并且Yocto 动辄 10GB，下载安装都很困难，普通笔记本编译可能需要 2-3 天甚至更久，非常不适合初学者(我们不推荐使用 yocto 构建文件系统)。

        基于上述特点，我们选择 Buildroot。
        Buildroot 是一组 Makefile 和补丁，可简化并自动化地为嵌入式系统构建完整的、可启动的 Linux 环境(包括 bootloader、 Linux 内核、包含各种 APP的文件系统)。 Buildroot 运行于 Linux 平台，可以使用交叉编译工具为多个目标板构建嵌入式 Linux 平台。 Buildroot 可以自动构建所需的交叉编译工具链，创建根文件系统，编译 Linux 内核映像，并生成引导加载程序用于目标嵌入式系
统，或者它可以执行这些步骤的任何独立组合。例如，可以单独使用已安装的交叉编译工具链，而 Buildroot 仅创建根文件系统。
Buildroot 参考网址：
•Buildroot 用户手册：
https://buildroot.org/downloads/manual/manual.html
• Buildroot 源码下载地址：
https://buildroot.org/downloads/

        我们之前在exynos4412上做系统移植时使用的是busybox来做根文件系统这次需要使用的功能会多一些所以最终选择了buildroot。

4.2 buildroot使用

在 buildroot 下进入 menuconfig 包选择配置配置界面
book@100ask: ~/100ask_imx6ull_mini-sdk/Buildroot_2020.02.x$ make menuconfig
buildroot 下单独编译内核
book@100ask: ~/100ask_imx6ull_mini-sdk/Buildroot_2020.02.x$ make linux-rebuild
buildroot 下进入内核 make menuconfig 配置选项界面
book@100ask: ~/100ask_imx6ull_mini-sdk/Buildroot_2020.02.x$ make linux-menuconfig
buildroot 下单独编译 u-boot
book@100ask: ~/100ask_imx6ull_mini-sdk/Buildroot_2020.02.x$ make uboot-rebuild
buildroot 下单独编译某个软件包
book@100ask: ~/100ask_imx6ull_mini-sdk/Buildroot_2020.02.x$ make <pkg>-rebuild
buildroot 下进入 busybox 配置界面
book@100ask: ~/100ask_imx6ull_mini-sdk/Buildroot_2020.02.x$ make busybox-menuconfig
buildroot 下生成系统 sdk,最后生成的目录在 output/images/目录下
book@100ask: ~/100ask_imx6ull_mini-sdk/Buildroot_2020.02.x$ make sdk
时间很久不去做了，记录下方法。

韦东山老师已经做好了四种配置文件可以直接使用。这个就类似编译内核时的那种XXX_config

五、 uboot

这个uboot的版本很新，我们以前用的是2013这次是2017.3

=> printenv
baudrate=115200
board_name=EVK
board_rev=14X14
boot_fdt=try
bootcmd=run findfdt;run findtee;mmc dev ${mmcdev};mmc dev ${mmcdev}; if mmc rescan; then if run loadbootscript; then run bootscript; else if run loadimage; then run mmcboot; else run netboot; fi; fi; else run netboot; fi
bootcmd_mfg=run mfgtool_args; if test ${tee} = yes; then bootm ${tee_addr} ${initrd_addr} ${fdt_addr}; else bootz ${loadaddr} ${initrd_addr} ${fdt_addr}; fi;
bootdelay=3
bootdir=/boot
bootscript=echo Running bootscript from mmc ...; source
console=ttymxc0
eth1addr=00:01:1f:2d:3e:5d
ethact=ethernet@02188000
ethaddr=00:01:1f:2d:3e:4d
ethprime=eth0
fdt_addr=0x83000000
fdt_file=100ask_imx6ull_mini.dtb
fdt_high=0xffffffff
fdtcontroladdr=9ef40478
findfdt=if test $fdt_file = undefined; then if test $board_name = EVK && test $board_rev = 9X9; then setenv fdt_file imx6ull-9x9-evk.dtb; fi; if test $board_name = EVK && test $board_rev = 14X14; then setenv fdt_file imx6ull-14x14-evk.dtb; fi; if test $fdt_file = undefined; then setenv fdt_file imx6ull-14x14dtb; fi; fi;
image=zImage
initrd_addr=0x83800000
initrd_high=0xffffffff
ip_dyn=yes
loadaddr=0x80800000
loadbootscript=fatload mmc ${mmcdev}:${mmcpart} ${loadaddr} ${script};
loadfdt=ext2load mmc ${mmcdev}:${mmcpart} ${fdt_addr} ${bootdir}/${fdt_file}
loadimage=ext2load mmc ${mmcdev}:${mmcpart} ${loadaddr} ${bootdir}/${image}
loadtee=fatload mmc ${mmcdev}:${mmcpart} ${tee_addr} ${tee_file}
mfgtool_args=setenv bootargs console=${console},${baudrate} rdinit=/linuxrc g_mass_storage.stall=0 g_mass_storage.removable=1 g_mass_storage.file=/fat g_mass_storage.ro=1 g_mass_storage.idVendor=0x066F g_mass_storage.idProduct=0x37FF g_mass_storage.iSerialNumber="" clk_ignore_unused
mmcargs=setenv bootargs console=${console},${baudrate} root=${mmcroot}
mmcautodetect=yes
mmcboot=echo Booting from mmc ...; run mmcargs; if test ${tee} = yes; then run loadfdt; run loadtee; bootm ${tee_addr} - ${fdt_addr}; else if test ${boot_fdt} = yes || test ${boot_fdt} = try; then if run loadfdt; then bootz ${loadaddr} - ${fdt_addr}; else if test ${boot_fdt} = try; then bootz; else echo WARN: Cannot load the DT; fi; fi; else bootz; fi; fi;
mmcdev=1
mmcpart=2
mmcroot=/dev/mmcblk1p2 rootwait rw
netargs=setenv bootargs console=${console},${baudrate} root=/dev/nfs ip=dhcp nfsroot=${serverip}:${nfsroot},v3,tcp
netboot=echo Booting from net ...; run netargs; setenv get_cmd tftp; ${get_cmd} ${image}; ${get_cmd} ${fdt_addr} ${fdt_file};  bootz ${loadaddr} - ${fdt_addr};
panel=TFT7016
script=boot.scr
tee=no
tee_addr=0x84000000
tee_file=uTee-6ullevk

Environment size: 2653/8188 bytes

        这个内容有点多呀，而且可以看出来写了很多的uboot上的app，在启动的环境变量里是直接调用那些app的这样我们就看不到它做了什么了。

这里可以直接看到的有用的信息只有波特率，内核，设备树和根文件系统的地址。

        系统移植基本就结束了，后面我们也不会去动uboot了，kernel可能需要动一动，然后就是开发这14个传感器的驱动程序以及开发服务器程序和客户端程序了。