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手把手教你把驱动代码加入到Linux Kernel

嵌入式ARM 2021-01-31


01Kconfig文件的作用


内核源码树的目录下都有两个文件Kconfig(2.4版本是Config.in)和Makefile。分布到各目录的Kconfig构成了一个分布式的内核配置数据库,每个Kconfig分别描述了所属目录源文件相关的内核配置菜单。在内核配置make menuconfig(或xconfig等)时,从Kconfig中读出菜单,用户选择后保存到.config的内核配置文件中。在内核编译时,主Makefile调用这个.config,就知道了用户的选择。


*上面的内容说明了,Kconfig就是对应着内核的配置菜单。如果要想添加新的驱动到内核的源码中,可以修改Kconfig,这样就可以选择这个驱动,如果想使这个驱动被编译,要修改Makefile


so添加新的驱动时需要修改的文件有两种(注意不只是两个)


*Kconfig
*Makefile


要想知道怎么修改这两种文件,就要知道两种文件的语法结构


02Kconfig



每个菜单都有一个关键字标识,最常见的就是config


语法:


config 


symbol是一个新的标记的菜单项,options是在这个新的菜单项下的属性和选项


其中options部分有:


1) 类型定义:


每个config菜单项都要有类型定义,bool布尔类型、 tristate三态:内建、模块、移除 string字符串、 hex十六进制、 integer整型


例如config HELLO_MODULE


bool "hello test module"


bool类型的只能选中或不选中,tristate类型的菜单项多了编译成内核模块的选项,如果选择编译成内核模块,则会在.config中生成一个CONFIG_HELLO_MODULE=m的配置,如果选择内建,就会直接编译成内,则在.config中生成一个CONFIG_HELLO_MODULE=y的配置.


2) 依赖型定义depends on或requires


指此菜单的出现与否依赖于另一个定义


config HELLO_MODULE
bool "hello test module"
depends on ARCH_PXA


这个例子表明HELLO_MODULE这个菜单项只对XScale处理器有效。


3) 帮助性定义


只是增加帮助用关键字help或者---help---


03内核的Makefile


在linux2.6.x/Documentation/kbuild目录下有详细的介绍有关kernel makefile的知识。

内核的Makefile分为5个组成部分: 


Makefile     最顶层的Makefile 
.config        内核的当前配置文件,编译时成为顶层Makefile的一部分
arch/$(ARCH)/Makefile 与体系结构相关的Makefile 
s/ Makefile.*    一些Makefile的通用规则 
kbuild Makefile           各级目录下的大概约500个文件,编译时根据上层Makefile传下来的宏定义和其他编译规则,将源代码编译成模块或者编译进内核


顶层的Makefile文件读取 .config文件的内容,并总体上负责build内核和模块。Arch Makefile则提供补充体系结构相关的信息。s目录下的Makefile文件包含了所有用来根据kbuild Makefile 构建内核所需的定义和规则。其中.config的内容是在make menuconfig的时候,通过Kconfig文件配置的结果。


举个例子:

假设想把自己写的一个flash的驱动程序加载到kernel中,而且能够通过menuconfig配置内核时选择该驱动该怎么办呢?可以分三步:    


第一:将你写的flashtest.c 文件添加到/driver/mtd/maps/ 目录下。
第二:修改/driver/mtd/maps目录下的kconfig文件:
                config MTD_flashtest
                tristate “ap71 flash"
               这样当make menuconfig时 ,将会出现 ap71 flash选项。
第三:修改该目录下makefile文件。
     添加如下内容:obj-$(CONFIG_MTD_flashtest)    += flashtest.o



这样,当你运行make menucofnig时,你将发现ap71 flash选项,如果你选择了此项。该选择就会保存在.config文件中。当你编译内核时,将会读取.config文件,当发现ap71 flash 选项为yes 时,系统在调用/driver/mtd/maps/下的makefile 时,将会把 flashtest.o 加入到内核中。即可达到编译的目的。


04Linux下面如何将外部驱动代码纳入核心一起编译


1 ) 概述


某个功能或者设备驱动可以直接build-in内核,也可以作为内核模块,在要用时再调入。这里假定写作了一个键盘设备驱动,要将设备驱动代码和内核代码集成,并可以在内核编译时将驱动编译进内核或者作为内核模块。

 

这里不对内核编译和模块编译的背景知识做详细解释,只是描叙过程。如果你对背景知识感兴趣,请阅读本文档后面列出的参考文档。

 

注意:Linux版本不同,内核区别很大。


2 ) 具体步骤


2.1) 搭建linux编译环境


我采用的是window + VMware虚拟机 + Fedora1(安装在虚拟机中)的环境,个人认为此种方式效率比较高。安装linux的时候注意要安装kernel开发包和GCC开发包,如果空间足够的话,还是建议以全部安装方式安装linux。

 

取得交叉编译安装包,例如cross-3.3.2.tar.bz2

将交叉编译安装包在/usr/local下面解压:tar –jxvf cross-3.3.2.tar.bz2

解压完成后生成arm-kernel目录

 

取得arm的2.6内核代码,例如linux-hzh.tar.bz2

将内核代码在/root下面解压:tar –jxvf linux-hzh.tar.bz2

解压后生成linux-2.6.13-hzh目录

 

将交叉编译器的路径加入环境变量,我是编辑/root/.bashrc,在最后加上一行

expot PATH=$PATH:/usr/local/arm-kernel/3.3.2/bin


完成后,登出用户(logout命令),再登入一下,环境变量就生效了


2.2)修改配置文档


2.2.1) 拷贝代码


根据驱动的类型,将驱动代码拷贝到内核源代码树的相应的驱动目录

例如:


将键盘驱动keyscan64.c keyscan64.h 代码拷贝到/root/linux-hzh/drivers/input/keyboard


2.2.2) 修改Kconfig配置文件


编辑/root/linux-hzh/drivers/input/keyboard目录下面的Kconfig文件,加入新的键盘配置选项 ,例如:

添加


config MYKEYBOARD

       tristate "MY keyboard support"

       default y

       help

      The "MYKEYBOARD" is simple a scanable keyboard, Y for build in ,M for Module.

 

配置解释:


config MYKEYBOARD


上面的config是配置关键字,MYKEYBOARD表示新配置选项的标识符

 

tristate "MY keyboard support"


中tristate表示是可以配置成Y,M,N三中情况

 

default y


配置默认是什么选项

 

      help

      The "MYKEYBOARD" is simple a scanable keyboard, Y for build in ,M for Module.


配置的帮助


2.2.3) 修改Makefile编译文件


编辑/root/linux-2.6.13-hzh/drivers/input/keyboard目录下面的Makefile文件,加入新的键盘编译选项,例如

obj-$(CONFIG_MYKEYBOARD)             += keyscan64.o

 

注意:Kconfig中的配置标识符要和编译选项中红色标识符一致,编译的目标keyscan64.o名称要和源代码的keyscan64.c名称一致,这是系统强行规定的。


2.3) 编译内核


2.3.1) make clean


和普通的编译内核一样


make clean


清除原先编译过程文件


2.3.2) make menuconfig


文本菜单配置方式配置内核选项


导入源代码预配置的文件


配置新加入的驱动


新的配置选项在上图中显示出来了,可以配置成y(build in),m(module),n(不编译),默认是y,把它配置成M(module),然后退出,保存配置


2.3.3) make zImage


编译内核,生成内核映像文件


2.3.4) make modules


编译内核模块


2.4) 确认结果


在目录arch/arm/boot 下面可以看到新生成的zImage内核映像文件

在目录drivers/input/keyboard 下面可以看到键盘的内核模块keyscan64.ko


-END-




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