1.Linux驱动开发笔记（一）：helloworld驱动源码编写、内核内核makefile编写以及驱动编译基本流程
2.Linux内核USB3.0控制器初始化代码分析
3.Linux内核源码分析：Linux内核版本号和源码目录结构
4.深入Linux内核-设备驱动驱动（ioctl的驱动驱动实现）
5.Linux内核设备驱动：SPI驱动
6.linux设备驱动程序——i2c设备驱动源码实现
Linux驱动开发笔记（一）：helloworld驱动源码编写、makefile编写以及驱动编译基本流程
前言
基于linux的源码源码驱动开发学习笔记，本篇主要介绍了一个字符驱动的内核内核基础开发流程，适合有嵌入式开发经验的驱动驱动读者学习驱动开发。
笔者自身情况
我具备硬件基础、源码源码hash源码详解单片机软硬基础和linux系统基础等，内核内核但缺乏linux驱动框架基础，驱动驱动也未进行过linux系统移植和驱动移植开发。源码源码因此，内核内核学习linux系统移植和驱动开发将有助于打通嵌入式整套流程。驱动驱动虽然作为技术leader不一定要亲自动手，源码源码但对产品构架中的内核内核每一块业务和技术要有基本了解。
推荐
建议参考xun为的驱动驱动视频教程，教程过程清晰，源码源码适合拥有丰富知识基础的资深研发人员学习。该教程不陷入固有思维误区，也不需要理解imx6的庞杂汇报，直接以实现目标为目的，无需从裸机开始开发学习，所有步骤都解释得清清楚楚。结合多年相关从业经验，确实能够融会贯通。从业多年，首次推荐，因为确实非常好。
驱动
驱动分为四个部分
第一个驱动源码：Hello world!
步骤一：包含头文件
包含宏定义的头文件init.h，包括初始化和宏头文件，如module_init、module_exit等。
#include
包含初始化加载模块的头文件
步骤二：写驱动文件的入口和出口
使用module_init()和module_exit()宏定义入口和出口。
module_init(); module_exit();
步骤三：声明开源信息
告诉内核，本模块驱动有开源许可证。
MODULE_LICENSE("GPL");
步骤四：实现基础功能
入口函数
static int hello_init(void) { printk("Hello, I’m hongPangZi\n"); return 0; }
出口函数
static void hello_exit(void) { printk("bye-bye!!!\n"); }
此时可以修改步骤二的入口出口宏
module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);
总结，按照四步法，搭建了基础的驱动代码框架。
Linux驱动编译成模块
将驱动编译成模块，截屏翻译源码然后加载到内核中。将驱动直接编译到内核中，运行内核则会直接加载驱动。
步骤一：编写makefile
1 生成中间文件的名称
obj-m += helloworld.o
2 内核的路径
内核在哪，实际路径在哪
KDIR:=
3 当前路径
PWD?=$(shell pwd)
4 总的编译命令
all: make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
make进入KDIR路径，当前路径编译成模块。
obj-m = helloworld.o KDIR:= PWD?=$(shell pwd) all: make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
步骤二：编译驱动
编译驱动之前需要注意以下几点：
1 内核源码要编译通过
驱动编译成的目标系统需要与内核源码对应，且内核源码需要编译通过。
2 内核源码版本
开发板或系统运行的内核版本需要与编译内核驱动的内核源码版本一致。
3 编译目标环境
在内核目录下，确认是否为需要的构架：
make menu configure export ARCH=arm
修改构架后，使用menu configure查看标题栏的内核构架。
4 编译器版本
找到使用的arm编译器（实际为arm-linux-gnueabihf-gcc，取gcc前缀）：
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
5 编译
直接输入make，编译驱动，会生成hellowold.ko文件，ko文件就是编译好的驱动模块。
步骤三：加载卸载驱动
1 加载驱动
将驱动拷贝到开发板或目标系统，然后使用加载指令：
insmod helloworld.ko
会打印入口加载的printk输出。
2 查看当前加载的驱动
lsmod
可以查看到加载的驱动模块。
3 卸载驱动
rmmod helloworld
可以移除指定驱动模块（PS：卸载驱动不需要.ko后缀），卸载成功会打印之前的printk输出。
总结
学习了驱动的基础框架，为了方便测试，下一篇将使用ubuntu.编译驱动，并做好本篇文章的相关实战测试。
Linux内核USB3.0控制器初始化代码分析
RK使用synopsys dwc3的USB3.0控制器IP。初始化需要两个模块：一个在rockchip官方提供的驱动中，主要针对CPU相关的内容，如时钟、复位、电源、extcon（用于USB模式切换），另一个在synopsys提供的驱动中，与USB3.0控制器紧密相关，包括控制器内部寄存器地址、刷单钓鱼源码USB3.0的PHY、中断等。两个模块都完成初始化后，USB3.0控制器才能正常运行。
USB3.0控制器的设备树节点包含了兼容属性和内层兼容属性，extcon用于USB模式切换，dwc3相关属性定义了控制器和PHY。设备树节点转换为platform_device，由root节点的驱动处理。
初始化驱动分为两部分：CPU相关和USB控制器相关。rockchip驱动初始化CPU相关设置，synopsys驱动初始化控制器相关设置。下面分析这两部分。
rockchip USB驱动是platform_driver，设备树匹配属性为"rockchip,rk-dwc3"。入口函数"dwc3_rockchip_probe"主要工作包括：获取和启用时钟、将子节点转换为platform_device、处理extcon属性、异步执行"dwc3_rockchip_async_probe"函数。
extcon回调函数用于USB模式切换，通过schedule_work调度otg_work队列处理任务。"dwc3_rockchip_async_probe"异步执行，实质上是通过system_unbound_wq队列执行，主要工作是注册通知回调、给USB PHY上电及创建调试属性文件组。
struct dwc3是USB3.0 OTG控制器的核心数据结构，包含关键数据和函数。USB3.0控制器初始化主要由"dwc3_probe"完成，涉及资源分配、DMA缓冲区创建、核心初始化和模式初始化。
"dwc3_core_init"初始化USB控制器硬件，包括获取版本信息、根据模式选择复位、读取端点数量、初始化流式DMA映射和PHY配置。libusb最新源码
"dwc3_core_init_mode"根据dr_mode初始化对应驱动，dr_mode在设备树中指定。设置模式驱动的函数"dwc3_core_init_mode"根据模式执行初始化，如设置为设备模式、主机模式或OTG模式。
主机和设备模式驱动的初始化在后续章节详细分析，重点在于初始化过程和模式切换机制。
Linux内核源码分析：Linux内核版本号和源码目录结构
深入探索Linux内核世界：版本号与源码结构剖析
Linux内核以其卓越的稳定性和灵活性著称，版本号的精心设计彰显其功能定位。Linux采用xxx.yyy.zzz的格式，其中yy代表驱动和bug修复，zz则是修订次数的递增。主版本号（xx）与次版本号（yy）共同描绘了核心功能的大致轮廓，而修订版（zz）则确保了系统的稳定性与可靠性。
Linux源码的结构犹如一座精密的城堡，由多个功能强大的模块构成。首先，arch目录下包含针对不同体系结构的代码，比如RISC-V和x的虚拟地址翻译，是内核与硬件之间的重要桥梁。接着，block与drivers的区别在于，前者封装了通用的块设备操作，如读写，而后者则根据特定硬件设备分布在各自的子目录中，如GPIO设备在drivers/gpio。
为了保证组件来源的可信度和系统安全，certs目录存放认证和签名相关的代码，预先装载了必要的证书。从Linux 2.2版本开始，内核引入动态加载模块机制，fs和net目录下的代码分别支持虚拟文件系统和网络协议，这大大提升了灵活性，但同时也对组件验证提出了更高要求，以防止恶意代码的入侵。
内核的cef读取网页源码安全性得到了进一步加强，crypto目录包含了各种加密算法，如AES和DES，它们为硬件驱动提供了性能优化。同时，内核还采用了压缩算法，如LZO和LZ4，以减小映像大小，提升启动速度和内存利用效率。
文档是理解内核运作的关键，《strong>Documentation目录详尽地记录了模块的功能和规范。此外，include存储内核头文件，init负责初始化过程，IPC负责进程间通信，kernel核心代码涵盖了进程和中断管理，lib提供了通用库函数，而mm则专注于内存管理。网络功能则在net目录下，支持IPv4和TCP/IPv6等协议。
内核的实用工具和示例代码在scripts和samples目录下，而security则关注安全机制，sound负责音频驱动，tools则存放开发和调试工具，如perf和kconfig。用户内核源码在usr目录，虚拟化支持在virt，而LICENSE目录保证了源码的开放和透明。
最后，Makefile是编译内核的关键，README文件则包含了版本信息、硬件支持、安装配置指南，以及已知问题、限制和BUG修复等重要细节。这份详尽的指南是新用户快速入门Linux内核的绝佳起点。
通过深入研究这些目录，开发者和爱好者可以更全面地理解Linux内核的运作机制，从而更好地开发、维护和优化这个强大的操作系统。[原文链接已移除，以保护版权]
深入Linux内核-设备驱动驱动（ioctl的实现）
ioctl功能简介
ioctl功能是为了实现用户空间和内核空间的数据交换外，还提供了对设备的控制能力，如报告错误信息、弹出介质、设置波特率等。
用户空间和内核空间实现ioctl的方法
在用户空间中使用int ioctl(int fd, unsigned long cmd, ...);函数实现，其中fd对应内核空间中的inode和file参数，cmd表示ioctl指令，...表示指令所需参数。在内核空间中通过int (*ioctl) (struct inode * node, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)实现。
如何实现ioctl方法
首先定义cmd命令，然后实现底层驱动中的ioctl函数，以实现特定功能。
关于cmd
cmd是一个unsigned int变量，用于区分不同驱动和命令。例如，定义cmd为0x，代表特定命令。
内核中cmd的前世今生
cmd被分为四个部分：幻数（区分不同驱动，如设备号申请时用到）、序数（命令编号）、数据传输方向（描述数据传输方向，如输入或输出）、数据大小（与体系结构相关，如ARM下为bit）。这些信息用于定义命令，让内核识别和处理。
高级cmd的诞生
了解cmd的基础后，可以尝试使用预定义命令。这包括可用于任何文件、普通文件或特定文件系统类型的操作。
关于第三个参数arg
arg用于传递参数，确保从用户空间传入的地址指针在内核空间中进行严格检查，避免潜在问题。在实现过程中，需要在不同文件中声明结构体和函数，以正确处理用户和内核空间的数据传递。
Linux内核设备驱动：SPI驱动
Linux内核的SPI驱动架构详析
Linux内核中的SPI驱动主要由三个层次构成：SPI核心层、SPI控制器驱动层和SPI设备驱动层。在2.6版本以后，驱动组织在drivers/spi目录下，核心层定义了通用接口，屏蔽硬件差异。控制器驱动是平台特有的，负责实际的总线操作，如读写，且每个SPI控制器对应一个驱动，用struct spi_master描述。设备驱动层则提供了用户与SPI设备交互的接口，通过spi_driver和spi_device进行绑定和通信。
核心层定义了数据结构如struct spi_master，包括bus_num、num_chipselect等，setup函数用于初始化总线参数。控制器驱动如struct spi_controller，包含transfer和cleanup方法，分别实现数据传输和注销操作。设备驱动通过struct spi_device描述，如mp_driver，会调用probe函数进行设备匹配和消息构建，如spi_message_init和spi_message_add_tail。
SPI设备的驱动构建涉及spi_driver、spi_transfer和spi_message等结构，driver的注册与spi_device的注册通过spi_register_driver函数完成。spi_message用于封装异步传输，包含transfer列表、DMA映射状态和回调函数。同步操作则通过spi_sync函数执行，确保数据传输的完整性。
总的来说，SPI驱动的组织结构复杂但有序，确保了跨硬件平台的兼容性和用户操作的灵活性。深入理解这些层次有助于编写和维护Linux内核的SPI驱动代码。
linux设备驱动程序——i2c设备驱动源码实现
深入了解Linux内核中的i2c设备驱动程序详解 在Linux内核中，i2c设备驱动程序的实现是一个关键部分。本文将逐步剖析其形成、匹配及源码实现，以帮助理解i2c总线的工作原理。 首先，熟悉I2C的基本知识是必不可少的。作为主从结构，设备通过从机地址寻址，其工作流程涉及主器件对从机的通信。了解了基础后，我们接着来看Linux内核中的驱动程序框架。 Linux的i2c设备驱动程序框架由driver和device两部分构成。当driver和device加载到内存时，会自动调用match函数进行匹配，成功后执行probe()函数。driver中，probe()负责创建设备节点并实现特定功能；device则设置设备的I2C地址和选择适配器，如硬件I2C控制器。 示例代码中，i2c_bus_driver.c展示了driver部分的实现，而i2c_bus_device.ko和i2c_bus_device.ko的编译加载则验证了这一过程。加载device后，probe函数会被调用，确认设备注册成功。用户程序可测试驱动，通过读写传感器寄存器进行操作。 在设备创建方面，i2c_new_device接口允许在设备存在时加载驱动，但有时需要检测设备插入状态。这时，i2c_new_probed_device提供了检测功能，确保只有实际存在的设备才会被加载，有效管理资源。 深入源码分析，i2c_new_probed_device主要通过检测来实现设备存在性，最终调用i2c_new_device，但地址分配机制确保了board info中的地址与实际设备地址相符。 至此，关于Linux内核i2c驱动的讨论结束。希望这个深入解析对您理解i2c设备驱动有帮助。如果你对此话题有兴趣，可以加入作者牧野星辰的Linux内核技术交流群，获取更多学习资源。 学习资源Linux内核技术交流群：获取内核学习资料包，包括视频教程、电子书和实战项目代码
内核资料直通车：Linux内核源码技术学习路线+视频教程代码资料
学习直达：Linux内核源码/内存调优/文件系统/进程管理/设备驱动/网络协议栈
Linux内核|驱动模型initcall和module_init
内核版本：Linux-6.1
文章目录汇总：所有文章目录 - 知乎 (zhihu.com)
模块初始化的宏观：module_init
在Linux内核开发和驱动开发中，module_init 是一个常见的宏，定义在 include/linux/module.h 文件中。它的实现会根据是否定义了 MODULE 宏有所不同，这决定了驱动是与内核编译到一起，还是单独编译为.ko文件。
MODULE 的定义通常通过编译时的参数传递，可通过查看 Makefile 文件，如在编译.ko时使用特定的编译选项，而链接到内核时则不会使用这些选项。
未使能 MODULE 情况下，module_init 实际上是作为特殊 initcall，用于声明初始化函数并控制函数调用顺序。initcall 有多个级别，module_init 实际对应于 device_initcall，级别为 6。initcall 会在编译时声明一个 initcall_t 类型的静态变量，并放入内核的 .init.data 段。
initcall 的实现和行为可以通过查看 arch-linux-gnu-nm -n vmlinux 命令的输出进行分析。以 __initcall__kmod_cpuinfo____cpuinfo_regs_init6 为例，这个 initcall_t 类型的静态变量的名称和行为可从 __initcall_name 和 __initcall_id 的输出得出。
rootfs_initcall 在 5 秒后被调用，它在 do_basic_setup 中执行，需要在此之前将存储介质准备好，如读取文件系统镜像。
console_initcall 用于尽早输出日志，其初始化函数在 console_init 中调用，而 console_init 尽量选择较早时机进行。
链接脚本中，initcall 声明的变量放入以 .initcall 开头的段中，每个级别对应一个段，并按顺序放入 .init.data 段。
initcall 的执行时机包括 do_pre_smp_initcalls 和 do_basic_setup，前者在多核处理器和调度系统初始化之前执行，后者按 initcall 级别依次执行指定函数。链接时和多次编译的顺序可能影响同级别 initcall 的执行顺序。
当 MODULE 使能时，Linux 中的某些模块可选择链接到内核或编译为.ko文件。initcall 宏被定义为 module_init 以兼容两者。分析 module_init 实现，可以参考《module_init 源码》。
__inittest：代码中未找到调用地方，但从 v2.6.0 对 module_init 的注释推测，可能是为了防止编译器警告。
init_module 是 initfn 的别名，具有相同的地址，通常为静态函数，而 init_module 为全局函数。在命令行使用 insmod 或 modprobe 安装模块时，系统最终调用 init_module 或 finit_module。
init_module 和 finit_module 用于从用户态加载.ko文件，查看 man 2 init_module 可以了解这两个函数的具体使用。
加载模块的流程最终会调用 load_module，其流程如下。
