Linux内核开发之将驱动程序添加到内核
一 . 概述：
在 linux 內核中增加程序需要完成以下三項工作：
1. 將編寫的源代碼復制到 Linux 內核源代碼的相應目錄
2. 在目錄的 Kconfig 文件中增加新源代碼對應項目的編譯配置選項
3. 在目錄的 Makefile 文件中增加對新源代碼的編譯條目
二 . 實例
1. 先把驅動代碼 usbtmc( 文件夾 ) 賦值到 /usr/src/linux-headers-2.6.32-31-generic/drivers/char 下
首先你要清楚你的模塊應在內核源代碼樹中處于何處。
1> 設備驅動程序存放在內核源碼樹根目錄 drivers/ 的子目錄下，在其內部，設備驅動文件進一步按照類別，類型等有序地組織起來。
a. 字符設備存在于 drivers/char/ 目錄下
b. 塊設備存放在 drivers/block/ 目錄下
c.USB 設備則存放在 drivers/usb/ 目錄下。
注意：
(1) 此處的文件組織規則并非絕對不變，例如： USB 設備也屬于字符設備，也可以存放在 drivers/usb/ 目錄下。
(2) 例如我們把驅動程序 usbtmc 存放在 drivers/char/ 目錄下，那么你要注意，在該目錄下同時會存在大量的 C 源代碼文件和許多其他目錄。所有對于僅僅只有一兩個源文件的設備驅動程序，可以直接存放在該目錄下，但如果驅動程序包含許多源文件和其他輔助文件，那么可以創建一個新子目錄。
此處，我們是把 usbtmc 目錄放在了 drivers/char 目錄下面
2. 修改 char 目錄下的 Kconfig 和 Makefile
(1) 修改 Kconfig
sudo gedit Kconfig
添加下面一句后
source "drivers/char/usbtmc/Kconfig"
它表示將 usbtmc 目錄下的 Kconfig 掛載到 char 目錄下的 Kconfig 里面 ( 為了使本層的 Kconfig 文件能起作用，我們需要修改父目錄的 Kconfig 文件，加入 source 語句 )
1> 對驅動程序而言， Kconfig 通常和源代碼處于同一目錄。
2> 如果你建立了一個新字目錄，而且也希望 Kconfig 文件存在于該目錄中的話，那么就必須在一個已存在的 Kconfig 文件中將它引入，需要用上面的
語句將其掛接在 drivers/char 目錄中的 Kconfig 中。
(2) 修改 Makefile
添加一句話：
obj-$(CONFIG_USBTMC) +=usbtmc/
這行編譯指令告訴模塊構建系統在編譯模塊時需要進入 usbtmc/ 子目錄中。此時的驅動程序的編譯取決于一個特殊配置 CONFIG_USBTMC 配置選項。
3. 現在在我們自己些驅動程序文件夾中添加 Kconfig 和 Makefile
(1) 修改 Kconfig
新建一個 Kconfig 添加下面的話
menu "USBTMC"
comment "USBTMC Driver"
config USBTMC
tristate "USBTMC"
default n
help
If you say Y here,support for the usbtmc with computer interface will be compiled into he kernel and accessible via device node. You can also say M here and the driver will be built as a module named usbtmc.ko.
If unsure,say N.
endmenu
endmenu
正確配置好后，我們在源碼下執行 sudo make menuconfig 后，在出現的 Linux Kernel Configuration 圖形界面中選擇 Device Drivers 下的 character devcie 中 ，將會看到新加的 USBTCM 菜單，
(2) 修改 Makefile
新建一個 Makefile ，添加下面的話
obj-$(CONFIG_USBTMC) +=usbtmc.o
此時，構建系統運行就將會進入 usbtmc/ 目錄下，并且將 usbtmc.c 編譯為 usbtmc.ko 模塊
注：
如果驅動程序源文件可能不只有一個，可以把 Makefile 做如下修改：
obj-$(CONFIG_USBTMC) +=usbtmc.o
usbtmc-objs :=usbtmc-main.o usbtmc-usb1.o
此時， usbtmc-main.c 和 usbtmc-usb1.c 就一起被編譯和連接到了 usbtmc.ko 某塊中。
4. 現在已經 Ok 了，現在我們可以進入 linux 內核目錄下通過 menuconfig 可以找到我們的 USBTMC 選項（在 Device_Drivers 下的 character devices 里可以找到 USBTMC ）對其進行選定。然后退出，編譯內核，就搞定了。
5. 刪除：
刪除也很簡單，首先在 drivers/char 目錄下刪掉自己的驅動文件夾。其次再刪除 Makefile 和 Kconfig 之前添加的東西，就搞定了
三 . 詳解：
Makefile ， Kconfig 和配置工具組成了 Linux 2.6 內核的配置系統。?
其中 Makefile 定義了 Linux 內核的編譯規則，它是大型項目開發的產物。 Linux 環境下的大型項目開發中，系統被分為很多模塊，而這些模塊一般會經歷幾次修改，而在修改后的編譯過程中，由于某些文件中存在依賴關系，人工編譯效率低 ( 有些文件不需要重新編譯 ) 且易出錯， Makefile 文件便應運而生。 Makefile 文件定義了模塊間的依賴關系，指定文件的編譯順序，以及編譯所使用的命令。它和 make 命令使得項目的源程序文件可以自動編譯，提高了軟件開發效率。到此，再談一下 make ，它是用來維護程序模塊關系和生成可執行程序的工具，它可以根據程序模塊的修改情況重新編譯鏈接生成中間代碼或最終的可執行程序，省去那些重復的不必要的編譯工作，提高編譯效率。?
Kconfig 給用戶提供配置選擇的功能。通常配置內核會有四種方法， make config （字符界面配置）， make menuconfig （菜單界面配置）， make xconfig （依賴 QT ）， make gconfig （依賴 GTK+ ）。 make config 比較適合專業人員，像初學者比較適合 make menuconfig ，讓我們重點關注一下它。當我們運行 make menuconfig 時，配置工具會首先分析與體系結構相對應的 /arch/xxx/Kconfig 文件（ xxx 為傳入的 arch 參數），它里面包含了除一些與體系結構相關的配置項和配置菜單外，還通過 source 語句引入了一系列 Kconfig ，配置工具依據這些 Kconfig 包含的菜單和項目就可以描繪出一個分層結構。?
例如當我們運行 make zImagine 、 make bzImagine 等生成映像的命令時，會先檢索頂層的 Makefie （在 arch/xxx/ 目錄下的 Makefile 為頂層 Makefile 補充體系結構相關的信息），頂層 Makefile 的兩個主要任務是：產生內核映像文件和內核模塊。接著頂層 Makefile 會去遞歸地進入內核的各個子目錄，然后分別調用子目錄中的 Makefile （這些 Makefile 記錄編譯目標），而進入哪些子目錄取決于內核的配置。?
當使用 make menuconfig ， make config 命令時，生成的nfig 會在源碼目錄下記錄哪些部分被編譯入內核，哪些部分被編譯為內核模塊。簡而言之，它是保存內核配置結果的文件。當我們裝上 Linux 系統時，第一次查看源碼下的所有文件，會發現沒有nfig 文件，那是因為從來沒配置過內核。當你運行 make menuconfig 保存并退出時，再次查看就有這個文件了。?
配置工具，包括配置命令解釋器（對配置腳本中使用的命令進行解釋）和配置用戶界面（提供字符界面和圖形界面），配置工具都是用腳本語言編寫的。
1. 在進入 menuconfig 配置界面時，會發現每個配置項目為布爾型（要么編譯入內核，要么不編譯，選項為“ Y” 或“ N” ），菜單上為配置選項的名字例如：“ XXX Driver”,help 后面的內容為幫助信息。
1> 除了布爾型的配置項目外，還存在一種三態型 (tristate) 配置選項，它意味著要么編譯入內核，要么編譯為內核模塊，要么不編譯，選項為“ Y” ，“ M” 或“ N” 。
eg: obj-$(CONFIG_USBTMC) +=usbtmc.o
上面的腳本含義是：如果 USBTMC 選項被選擇為“ Y” 或“ M” ，即 obj-$(CONFIG_USBTMC) 就等同于 obj-y 或 obj-m 時，則編譯 usbtmc.c ，選 Y 的情況直接會將生成的目標代碼直接連接到內核，為“ M” 的情況則會生成模塊 usbtmc.ko ，如果 USBTMC 配置選項被選擇為“ N” ，即 obj-$(CONFIG_USBTMC) 等同于 obj-n 時，則不編譯 usbtmc.c
2.Makefile
對內核源代碼各級子目錄中的 kbuild Makefile 進行介紹，
(1) 目標定義
目標定義用來定義哪些內容要作為模塊編譯，哪些要編譯并連接進內核
(a)obj-y:=foo.o
表示要由 foo.c 或者 foo.s 文件編譯得到 foo.o 并連接進內核，而 obj-m 則表示該文件要作為模塊編譯。處了 y,m 以外的 obj-x 形式的目標都不會被編譯。
（ b) 我們最常用的的做法是根據nfig 文件的 CONFIG_ 變量來決定文件的編譯方式：
eg:
obj-$(CONFIG_ISDN) +=isdn.o
(c) 多個文件模塊的定義
如果一個模塊由多個文件組成，這時候應采用模塊名加 -objs 后綴或者 -y 后綴的形式來定義模塊的組成文件。
如：
obj-$(CONFIG_EXT2_FS) +=ext2.o
ext2-y :=balloc.o bitmap.o
模塊的名字是 ext2, 由 balloc.o 和 bitmap.o 兩個文件最終連接生成 ext2.o 直至 ext2.ko 文件。
3.Kconfig
內核配置腳本語法：
(1) 大多數的內核配置選項都對應一個 Kconfig 中的一個菜單入口。
menu "USBTMC"
comment "USBTMC Driver"
config USBTMC
tristate "USBTMC"
default n
endmenu
(a)“config” 關鍵字定義新的配置選項，之后的幾行定義了該配置選項的屬性。配置選項的屬性包括類型，數據 , 輸入提示，依賴關系（及反向依賴關系），幫助信息和默認值等。
(b) 每個配置選項都必須指定類型，其他類型都基于這兩種基本類型。類型定義后可以緊跟輸入提示，下面兩個腳本是等價的
腳本 1 ：
bool “Networking support”
腳本 2 ：
bool
promt “Networking support”
輸入提示的一般格式如下提示：
prompt <prompt> [if <expr>]
其中可選的 if 用來表示該提示的依賴關系。
默認值的格式如下所示：
default <expr> [if <expr>]
一個配置選項可以存在任意多個默認值，這種情況下，只有第一個被定義的值是可用的。如果用戶不設置對應的選項，配置選項的值就是默認值。
(c) 依賴關系的格式如下所示：
depends on ( 或者 requires) <expr>
如果定義了多個依賴關系，它們之間用” &&” 間隔。依賴關系也可以應用到該菜單中所有的其他選項中。
(4) 反向依賴關系的格式如下所示：
select <symbol> [if <expr>]
A.depends 能限定一個 symbol 的上限，即如果 A 依賴于 B ，則在 B 被配置為“ Y” 的情況下， A 可以為“ Y” ，“ M” 和” N”; 在 B 被配置為“ M” 的情況下， A 可以被配置為“ M” 或“ N” ； B 在被配置為“ N” 的情況下， A 只能為” N” 。
B.select 能限定一個 symbol 的下限，若 A 反向依賴于 B ，則 A 的配置值會高于或等于 B （正好與 depends 相反）。如果 symbol 反向依賴于多個對象，則它的下限是這些對象的對大值。
(5) 幫助信息的格式如下：
help( 或 ---help---)
開始
。。。
結束
幫組信息完全靠文本縮進識別結束。“ ---help---” 和” help” 的初衷在于將文件中的配置邏輯與給開發人員的提示分開。
3. 菜單結構
菜單入口在菜單數結構中的位置可由兩種方法決定。
(1) 第一中方式如下所下：
menu “Network device support”
depends on NET
config NETDEVICES
endmenu
所有處于” menu” 和” endmenu” 之間的菜單入口都會成為“ Network device support” 的子菜單。而且，所有子菜單選項都會繼承父菜單的依賴關系，比如：“ Network device support” 對“ NET” 的依賴被加到了配置選項 NETDEVICES 的依賴列表中。
(2) 另一種方式是通過分析依賴關系生成菜單結構。如果菜單選項在一定程度上依賴于前面的選項，它就能成為該選項的子菜單。如果父選項為“ N” ，則子選項不可見；如果父選項為“ Y” 或“ M” ，則子選項可見。
Eg:
config MODULES
bool “Enable loadable module support”
config MODVERSIONS
bool “Set version information on all module symbole”
depends on MODULES
comment “module support disabled”
depends on !MODULES
MODVERSIONS 直接依賴 MODULES ，如果 MODULES 不為“ N” ，該選項才可見。
(3) 除此之外， Kconfig 中還可能使用“ choices …...endchoice”,”comment”,”if....endif” 這樣的語法結構。
其中
choice
<choice options>
<choice block>
enchoice
它定義一個選擇群，其接受的選項（ choice options ）可以是前面描述的任何屬性。在一個硬件有多個驅動的情況下使用，使用選擇可以實現最終只有一個驅動被編譯進內核或模塊。選擇群還可以接受的另一個選項是“ optional”,
這樣菜單入口就被設置為“ N” ，沒有被選中。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux内核开发之将驱动程序添加到内核的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： Windows Mobile和Wince
- 下一篇： imx51-linux的cpuinfo之