Dezvoltare drivere pentru Linux
Aceste pagini conțin o colecție de informații necesare în special celor care doresc să programeze diverse pe Linux (sau Raspberry – fiindcă e același lucru). Am început să adun această documentație pentru dezvoltarea driverelor de care am nevoie pentru diferitele proiecte electronice pe Raspberry.
Pe măsură ce le adun, o să le și structurez mai bine.
Dezvoltare drivere pentru Linux (Raspberry)
Pregătiri
Cazul platformei mele este un Raspberry Pi 4, versiunea c03112 cu un kernel versiunea 5.4.51-v7l+ (pentru lista completă de coduri de versiuni, vezi aici):
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/01 $ uname -a
Linux rpi-yo3iti 5.4.51-v7l+ #1327 SMP Thu Jul 23 11:04:39 BST 2020 armv7l GNU/Linux
Sau, prin /proc/version
:
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/01 $ cat /proc/version
Linux version 5.4.51-v7l+ (dom@buildbot) (gcc version 4.9.3 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0-88-g8460611)) #1327 SMP Thu Jul 23 11:04:39 BST 2020
Sau prin dmesg
:
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/01 $ dmesg |grep Linux
[ 0.000000] Booting Linux on physical CPU 0x0
[ 0.000000] Linux version 5.4.51-v7l+ (dom@buildbot) (gcc version 4.9.3 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0-88-g8460611)) #1327 SMP Thu Jul 23 11:04:39 BST 2020
[ 1.126787] usb usb1: Manufacturer: Linux 5.4.51-v7l+ xhci-hcd
[ 1.128576] usb usb2: Manufacturer: Linux 5.4.51-v7l+ xhci-hcd
[ 19.684585] mc: Linux media interface: v0.10
[ 19.719580] videodev: Linux video capture interface: v2.00
În mod normal, header-ele kernel, pentru dezvoltare, trebuie să se potrivească cu versiunea de kernel:
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/01 $ apt search linux-header*
Sorting... Done
Full Text Search... Done
aufs-dkms/stable 4.19+20190211-1 all
DKMS files to build and install aufs
linux-headers-4.18.0-3-common/stable 4.18.20-2+rpi1 all
Common header files for Linux 4.18.0-3
linux-headers-4.18.0-3-common-rt/stable 4.18.20-2+rpi1 all
Common header files for Linux 4.18.0-3-rt
linux-headers-4.9.0-6-all/stable 4.9.82-1+deb9u3+rpi2 armhf
All header files for Linux 4.9 (meta-package)
linux-headers-4.9.0-6-all-armhf/stable 4.9.82-1+deb9u3+rpi2 armhf
All header files for Linux 4.9 (meta-package)
[...]
... sper să nu avem probleme. :D Mai întâi trebuie instalate header-ele pentru kernel:
sudo rpi-update stable
Apoi:
apt get install raspberrypi-kernel-headers
Link-uri externe
Primul exemplu super simplu
#include <linux/module.h> /* necesar tuturor modulelor */
#include <linux/kernel.h> /* necesar KERN_INFO */
int init_module(void)
{
printk(KERN_INFO "Hello world 1.\n");
/*
* A non 0 return means init module failed; module can't be loaded
*/
return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
printk(KERN_INFO "Goodbye world 1.\n");
}
Un fișier Makefile simplu:
obj-m += hello-1.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
Apoi:
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/01 $ make
make -C /lib/modules/5.4.51-v7l+/build M=/home/tom/c/drivere/Salzman/01 modules
make[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-5.4.51-v7l+'
CC [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/01/hello-1.o
Building modules, stage 2.
MODPOST 1 modules
WARNING: modpost: missing MODULE_LICENSE() in /home/tom/c/drivere/Salzman/01/hello-1.o
see include/linux/module.h for more information
CC [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/01/hello-1.mod.o
LD [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/01/hello-1.ko
make[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-5.4.51-v7l+'
Odată cu versiunea 2.6 de kernel este adoptată o nouă convenție pentru denumirea fișierelor: modulele kernel au extensia .ko
în locul extensiei vechi .o
pentru a fi diferențiate de fișierele-obiect clasice. Modulele kernel conțin o secțiune .modinfo
suplimentară, unde este păstrată informația despre modul. Informația poate fi accesată cu comanda modinfo hello-*.ko
:
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/01 $ modinfo hello-1.ko
filename: /home/tom/c/drivere/Salzman/01/hello-1.ko
srcversion: 140276773A3090F6F33891F
depends:
name: hello_1
vermagic: 5.4.51-v7l+ SMP mod_unload modversions ARMv7 p2v8
Al doilea exemplu
Metoda modernă de definire pentru metodele init
și exit
este dată mai jos:
/*
* hello-2.c - demo pentru module_init() și module_exit()
* Metoda mai nouă, preferată pentru init_module() și cleanup_module()
*/
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
static int __init hello_2_init(void)
{
printk(KERN_INFO "Hello, world 2\n");
return 0;
}
static void __exit hello_2_exit(void)
{
printk(KERN_INFO "Goodbye, world 2\n");
}
module_init(hello_2_init);
module_exit(hello_2_exit);
Acum avem două module kernel. Fișierul Makefile
arată așa (pentru ambele module):
obj-m += hello-1.o
obj-m += hello-2.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean
Compilarea:
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/02 $ ls -lsa
total 20
4 drwxr-xr-x 2 tom tom 4096 Jul 28 19:25 .
4 drwxr-xr-x 4 tom tom 4096 Jul 28 19:16 ..
4 -rw-r--r-- 1 root root 335 Jul 28 19:25 hello-1.c
4 -rw-r--r-- 1 root root 448 Jul 28 19:23 hello-2.c
4 -rw-r--r-- 1 root root 176 Jul 28 19:25 Makefile
tom@rpi-yo3iti:~/c/drivere/Salzman/02 $ make
make -C /lib/modules/5.4.51-v7l+/build M=/home/tom/c/drivere/Salzman/02 modules
make[1]: Entering directory '/usr/src/linux-headers-5.4.51-v7l+'
CC [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-1.o
CC [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-2.o
Building modules, stage 2.
MODPOST 2 modules
WARNING: modpost: missing MODULE_LICENSE() in /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-1.o
see include/linux/module.h for more information
WARNING: modpost: missing MODULE_LICENSE() in /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-2.o
see include/linux/module.h for more information
CC [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-1.mod.o
LD [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-1.ko
CC [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-2.mod.o
LD [M] /home/tom/c/drivere/Salzman/02/hello-2.ko
make[1]: Leaving directory '/usr/src/linux-headers-5.4.51-v7l+'