linux内核如何加载驱动

仅供个人参考

项目三：Linux内核移植

1. 能力培养目标

? 了解嵌入式Linux内核的构成 ? 掌握内核裁减定制的方法 ? 掌握内核编译的方法 ? 掌握内核烧写的方法

2. 项目任务要求

（1）项目任务

Linux内核的裁剪、编译和烧写。 （2）项目来源及应用

对于较复杂的嵌入式系统项目，当硬件平台制作好之后，就需要向其移植操作系统，如果移植的是嵌入式Linux且为GUI应用，那么移植过程一般包含：

第一步，移植引导程序（Vivi、BLOB、uBoot等）； 第二步，移植内核kernel；（本次实验内容） 第三步，移植根文件系统； 第四步，移植库文件，如QT库； 第五步，运行项目程序。 （3）功能需求

裁减一个可用的Linux内核 ? 选择正确的处理器类型

? 使其支持网卡、小键盘、USB鼠标、声卡等设备 ? 成功编译后烧写到目标机上 ? 内核能正确加载运行 ? 键盘驱动可用 （4）项目开发环境需求

硬件 软件 宿主机 目标机 宿主机 PC机、USB转串口线、网线 ARM目标机 windows系统：□WinXP □Xin7 其他： Linux 系统：□RedHat 9 □RHEL4 其他：

实验三 内核和设备驱动编程

一 、实验目的

1、学习Linux操作系统下内核程序的编写和应用 2、学习可编程接口芯片的编程控制方法 3、了解驱动程序的结构 4、了解驱动程序常用结构体 5、了解驱动程序常用函数 二、实验原理

1 关于设备驱动

驱动程序是一组代码，这部分代码负责将应用程序的一些需求，如读、写等操作，正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。驱动程序像是一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口，就可以实现对硬件的操作。 设备驱动程序的作用在于提供机制，即解决提供什么功能的问题，而如何使用这些功能则交给用户程序处理。 设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，它为应用程序屏蔽硬件的细节，一般来说，Linux的设备驱动程序需要完成如下功能： （1）初始化设备；

（2）提供各类设备服务；

（3）负责内核和设备之间的数据交换；

（4）检测和处理设备工作过程中出现的错误。

更为方便的是，Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的

Camera驱动在Linux内核的移植

一、内核移植步骤

1， 修改顶层目录下的Makefile

ARCH ?= $(SUBARCH)

CROSS_COMPILE ?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:\修改为： ARCH :=arm

CROSS_COMPILE :=/usr/local/arm/4.4.3/bin/arm-linux- 2， 拷贝配置文件

这里用的是FS2410开发板，拷贝相应的板文件到顶层目录下 cp arch/arm/configs/s3c2410_defconfig ./ 编译配置文件，生成.config文件：

Make s3c2410_defconfig 内核配置的目的：

.config文件记录了哪些部分会被编译进内核，哪些部分会被编译成内核模块，内核在编译前，寻找.config文件，作为他编译的准则。即.config文件是给Makefile来读

3，1）选择板子

在arch/arm/mach-s3c2410/Kconfig中，修改相应的配置 root@mach-s3c2410# vimKconfig root@mach-s3c2410#pwd

/change/linux-3.

Camera驱动在Linux内核的移植

Linux 3.0.8 内核的配置系统由以下 3 个部分组成：

> Makefile：分布在 Linux 内核源代码中的 Makefile，定义 Linux 内核的编译规则 > 配置文件 Kconfig：给用户提供配置选择的功能

> 配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提供字符界面和图形界面）。这些配置工具都是使用脚本语言编写的，如 Tcl/TK、perl 等。

在Linux 内核中增加程序需要完成以下 3 项工作： > 1. 将编写的源代码复制到 Linux 内核源代码的相应目录

> 2. 在目录的Kconfig 文件中增加新源代码对应项目的编译配置选项 > 3. 在目录的 Makefile 文件中增加对新源代码的编译条目

1. 实例引导：S3C2440 处理器的RTC 与 LED 驱动配置。

首先，在Linux/drivers/char 目录中包含了 S3C2410 处理器的 RTC 设备驱动源代码 s3c2410-rtc.c。 而在该目录的 Kconfig 文件中包含 S3C2410_RTC 的配置项目：

Linux内核MTD驱动程序与SD卡驱动程序

flash闪存设备和SD插卡设备是嵌入式设备用到的主要存储设备，它们相当于PC机的硬盘。在嵌入设备特别是手持设备中，flash闪存是焊接在嵌入设备主板上的flash闪存芯片。在嵌入设备上有MMC/SD卡控制器及插槽，可通过MMC/SD来扩充存储空间。

嵌入设备的存储设备的空间划分及所有逻辑设备和文件系统示例列出如下图：

图：嵌入设备的存储空间划分及文件系统示例图

在嵌入设备上的flash芯片上blob和zImage直接按内存线性地址存储管理，对于flash芯片上留出的供用户使用的存储空间，使用MTDBLOCK块设备和JFFS2文件系统。对于flash芯片的分区表信息则以MTDCHAR字符设备来存储管理。 在嵌入设备上的MMC/SD插卡则由MMCBLOCK驱动程序和VFAT文件系统进行存储管理。本章分析了MTD设备和MMC/SD驱动程序。

Figure 3-1. UBI/MTD Integration

目录 [隐藏] ? 1 MTD内存技术设备 1.1 MTD内存技术设备层次结构 o 1.2 设备层和原始设备层的函数调用关系 o o o 1.3 MTD相关结构 1.4 MTD块设

Linux内核MTD驱动程序与SD卡驱动程序

flash闪存设备和SD插卡设备是嵌入式设备用到的主要存储设备，它们相当于PC机的硬盘。在嵌入设备特别是手持设备中，flash闪存是焊接在嵌入设备主板上的flash闪存芯片。在嵌入设备上有MMC/SD卡控制器及插槽，可通过MMC/SD来扩充存储空间。

嵌入设备的存储设备的空间划分及所有逻辑设备和文件系统示例列出如下图：

图：嵌入设备的存储空间划分及文件系统示例图

在嵌入设备上的flash芯片上blob和zImage直接按内存线性地址存储管理，对于flash芯片上留出的供用户使用的存储空间，使用MTDBLOCK块设备和JFFS2文件系统。对于flash芯片的分区表信息则以MTDCHAR字符设备来存储管理。 在嵌入设备上的MMC/SD插卡则由MMCBLOCK驱动程序和VFAT文件系统进行存储管理。本章分析了MTD设备和MMC/SD驱动程序。

Figure 3-1. UBI/MTD Integration

目录 [隐藏] ? 1 MTD内存技术设备 1.1 MTD内存技术设备层次结构 o 1.2 设备层和原始设备层的函数调用关系 o o o 1.3 MTD相关结构 1.4 MTD块设

1. SoC Linux底层驱动的组成和现状

为了让Linux在一个全新的ARM SoC上运行，需要提供大量的底层支撑，如定时器节拍、中断控制器、SMP启动、CPU hotplug以及底层的GPIO、clock、pinctrl和DMA硬件的封装等。定时器节拍、中断控制器、SMP启动和CPU hotplug这几部分相对来说没有像早期GPIO、clock、pinctrl和DMA的实现那么杂乱，基本上有个固定的套路。定时器节拍为Linux基于时间片的调度机制以及内核和用户空间的定时器提供支撑，中断控制器的驱动则使得Linux内核的工程师可以直接调用local_irq_disable()、disable_irq()等通用的中断API，而SMP启动支持则用于让SoC内部的多个CPU核都投入运行，CPU hotplug则运行运行时挂载或拔除CPU。这些工作，在Linux 3.7内核中，进行了良好的层次划分和架构设计。

在GPIO、clock、pinctrl和DMA驱动方面，Linux 2.6时代，内核已或多或少有GPIO、clock等底层驱动的架构，但是核心层的代码太薄弱，各SoC对这些基础设施实现方面存在巨大差异,而且每个SoC仍然需要实现大量的代

Linux 内核解析

I Bootstrap

1 汇编代码分析

2 start_kernel函数

3 准备进入用户态 3.1 Initrd初始化

3.1.0 准备知识

在讲述如何释放initrd到rootfs之前，有比较讲述一下什么是rootfs，rootfs的初始化相关的函数；以及rootfs的初始化函数是如何被调用的。

这里所说的rootfs指的是VFS的根节点/，以及在内存中创建的根目录/下的文件和目录节点，这个文件系统仅仅存在于内存之中，由内核初始化的时候负责创建，该文件系统不会存储到其它非易失性介质上。该rootfs文件系统mnt_init函数调用init_rootfs和init_mount_tree两个函数来负责创建和初始化： void __init mnt_init(void) { ...... //这个函数很简单，就是注册了rootfs 的文件系统。 init_rootfs(); //在这里，将rootfs 文件系统挂载，它的挂载点默认为”/”。 //最后切换进程的根目录和当前目录为”/”，这也就是根目录的由来。 //不过这里只是初始化，等挂载完具体的文件系统之后， //一般都会将根目录切换到具体的文件系统，所以在系统

本章将为大家介绍内核中存在的各种任务调度机理以及它们之间的逻辑关系（这里将覆盖进程调度、推后执行、中断等概念、），在此基础上向大家解释内核中需要同步保护的根本原因和保护方法。最后提供一个内核共享链表同步访问的例子，帮助大家理解内核编程中的同步问题。

内核任务调度与同步关系引言

对于从事应用程序开发的朋友来说，用户空间的任务调度与同步之间的关系相对简单，无需过多考虑需要同步的原因。这一是因为在用户空间中各个进程都拥有独立的运行空间，进程内部的数据对外不可见，所以在各个进程即使并发执行也不会产生对数据访问的竞争。第二是因为用户空间与内核空间独立，所以用户进程不会与内核任务交错执行，因此用户进程不存在与内核任务并发的可能。以上两个原因使得用户同步仅仅需要在进程间通讯和多线程编程时需要考虑。

但是在内核空间中情况要复杂的多，需要考虑同步的原因大大增加了。这是因为内核空间中的共享数据对内核中的所有任务可见，所以当在内核中访问数据时，就必须考虑是否会有其他内核任务并发访问的可能、是否会产生竞争条件、是否需要对数据同步。而内核并发的“罪魁祸首”便是内核中复杂多变的任务调度——这里的任务调度包含所有可能引起内核任务更换的情况。

并发，竞争和同步的概念

Linux内核QoS实现机制

1. QoS介绍

QoS（Quality of Service）即服务质量。对于网络业务，服务质量包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等。在网络中可以通过保证传输的带宽、降低传送的时延、降低数据的丢包率以及时延抖动等措施来提高服务质量。

网络资源总是有限的，只要存在抢夺网络资源的情况，就会出现服务质量的要求。服务质量是相对网络业务而言的，在保证某类业务的服务质量的同时，可能就是在损害其它业务的服务质量。例如，在网络总带宽固定的情况下，如果某类业务占用的带宽越多，那么其他业务能使用的带宽就越少，可能会影响其他业务的使用。因此，网络管理者需要根据各种业务的特点来对网络资源进行合理的规划和分配，从而使网络资源得到高效利用。

流量控制包括以下几种方式： ?

SHAPING(限制)

当流量被限制，它的传输速率就被控制在某个值以下。限制值可以大大小于有效带宽，这样可以平滑突发数据流量，使网络更为稳定。shaping（限制）只适用于向外的流量。

?

SCHEDULING(调度)

通过调度数据包的传输，可以在带宽范围内，按照优先级分配带宽。SCHEDULING(调度)也只适于向外的流量。

?

POLICING(策略)

SHA