03-内核开发

PCIE拓扑结构PCIE并不是像IIC/PCI那样的共享并行总线式结构，它是点对点通信的串行总线 点对点通信：不存在总线仲裁、广播冲突等问题 串行通信：一个bit一个bit的发送数据 设备的连接呈树形结构： 12345678CPU └── Root Complex └── Root Port（bridge） └── Switch（bridge） ├── Downstream Port（bridge） │ └── Endpoint（设备） └── Downstream Port（bridge） └── Endpoint 在PCIE的拓扑中，有以下这些十分重要的概念： Root ComplexRoot Complex是CPU/SoC内部的PCIE控制器，是整个PCIE拓扑的起点，它有以下作用： 发起所有PCIe访问 管理PCIe地址空间 枚举所有PCIE设备 Root...

IIO子系统IIO（Industrial I/O）子系统是Linux中对于类ADC传感器（温湿度、电压、电流、IMU…）数据采集所提供的一个框架 总览在Linux内核中，IIO同样遵循着“驱动”分层的理念，一个完整的IIO设备的驱动可以分为以下几层 iio-core： 提供统一的用户空间接口（/sys/bus/iio/iio:deviceX/和字符设备） 管理IIO子系统的初始化和退出 实现IIO设备的注册与注销机制 定义标准的IIO操作数据结构（iio_info, iio_dev等） iio device driver：这一层直接与硬件交互，是驱动开发者的工作重点 实现iio_info结构体中的回调函数（read_raw, write_raw,...

pinctrl子系统pinctrl子系统的作用 获取设备树中 pin 的信息 设置 pin 的复用功能（在6ULL由IOUMXC寄存器控制） 设置 pin 的电气特性，比如上/下拉、速度、驱动能力等 （在6ULL由PAD寄存器控制） 相关寄存器对于引脚的配置，不同平台通常不一样： IMX6ULL使用IOMUXC(Input/Output Muliplexing Controller)，和IOMUXC-SNVS寄存器实现引脚复用功能的设置、使用每个GPIO的PAD寄存器进行引脚电气属性的设置 IOMUXC和IOMUXC-SNVS的区别主要在于配置的引脚所属的电源域，前者控制主电源域的引脚，而后者控制SNVS这个独立的电源域的引脚（该电源域用于在系统休眠时维持部分功能） 同一个引脚只能由一个引脚配置模块来配置 使用方法pinctrl子系统的使用通常遵循以下步骤： 1.定义引脚控制组：节点的名字一般以grp结尾 1234567&iomuxc { // LED的引脚控制组 pinctrl_led: ledgrp { //...

...

Linux内核模块Linux内核本身非常庞大，包含了很多东西，这带了一些问题： 许多功能我们可能并不需要，如果每次都把所有东西一起编译了，十分耗时且编译出来的镜像会很大 因此，Linux内核引入了“模块”机制，对于一些功能，它本身不直接编译进内核，而是以模块（.ko）的形式存在内核之外，一旦需要这些功能，可以动态将其加载进内核。一旦被加载，他们就和内核中其他部分没有区别 所以Linux的开发有2种方式： 1.将新功能直接编译进内核，这样当Linux内核启动时将自动运行设备驱动程序 2.将新功能编译成内核模块.ko文件，在Linux内核启动后使用相应命令加载驱动模块 通常在调试的时候使用第2种方式，这样在修改驱动时只需要修改驱动的代码，而不用重新编译整个内核并重启 内核模块程序结构12345678910111213141516#include <linux/module.h>#include <linux/fs.h>static int __init mydriver_init(void) { printk(KERN_INFO...

Linux驱动开发概述简介Linux驱动开发是设备驱动模型、驱动子系统、内核基础设施三者的深度整合： 设备驱动模型提供通用框架，实现驱动与设备的匹配 各个子系统实现垂直领域优化（如输入、存储、网络） 内核设施与硬件操作解决并发、内存、中断等底层问题 驱动开发子系统定义 子系统是指针对特定功能领域或硬件类型设计的软件框架。其核心目标是解耦硬件差异，提供统一的API，使得驱动开发者无需直接操作底层寄存器或硬件细节，而是通过标准化API完成功能开发 所有的驱动子系统的实现均遵循分层架构原则 用户接口层：通过sysfs或/dev节点提供控制接口 核心层：实现事件队列、资源分配等通用逻辑 硬件驱动层：厂商实现具体寄存器操作 123456789 用户空间 │ ▼ 用户口层（如VFS、sysfs） │ ▼ 子系统核心层（标准API） ↗ ↖ ↖设备驱动层A 驱动层B ...

网卡驱动移植型号确认及模式设置在移植网卡驱动前，首先得知道它的型号。如果是USB网卡的话，可以通过lsusb命令查看 12345lsusb ...Bus 001 Device 003: ID 0bda:1a2b Realtek Semiconductor Corp. RTL8188GU 802.11n WLAN Adapter (Driver CDROM Mode... 很多网卡在未使用时，可能被初始化成U盘的模式，这时还需要我们将其转成网卡模式 这里RTL8188GU并不是真正的型号，因为它此时不是真正的网卡模式，RTL8188GU是Realtek常用“老型号马甲” 可以通过以下的指令，将USB网卡切换到真正的网卡模式 12345sudo apt install usb-modeswitch usb-modeswitch-datasudo usb_modeswitch \ -v 0bda -p 1a2b \ -M...

Linux设备驱动模型简介Linux设备驱动模型是内核中用于统一管理硬件设备、驱动程序和总线关系的核心框架。它通过一系列抽象结构（如struct device、struct device_driver、struct class、struct bus_type等）构建了一个层次化的设备拓扑，使内核能够动态管理设备的生命周期（如热插拔、电源管理），并为用户空间（通过 /sys）提供标准化的设备信息接口。 设备驱动框架和设备驱动模型不是一个东西，前者指的是GPIO、Input、Pinctl等子系统，而后者主要是Linux内核对于驱动开发中的一种设计模式 Linux设备驱动模型的核心思想是把我们编写的驱动代码进行分层解耦： 设备：提供硬件资源 驱动：使用设备提供的硬件资源进行初始化等操作 总线：将设备和驱动匹配起来 任何设备都挂在在某个总线上，即使物理上没有总线，也要虚拟出来个总线（platform） 核心目标 统一管理硬件：无论设备是 PCI、USB、I2C...

HDMI定义HDMI（高清晰度多媒体接口）主要用来传输视频、音频信号，它有type-a/b/c 3种形式的物理接口，最常用的是type-a的，包含19个引脚 引脚号 信号名称 功能描述 1 TMDS Data2+ 视频/音频数据通道2（差分对正极） 2 TMDS Data2- 视频/音频数据通道2（差分对负极） 3 TMDS Data1+ 视频/音频数据通道1（差分对正极） 4 TMDS Data1- 视频/音频数据通道1（差分对负极） 5 TMDS Data0+ 视频/音频数据通道0（差分对正极） 6 TMDS Data0- 视频/音频数据通道0（差分对负极） 7 TMDS Clock+ 像素时钟信号（差分对正极） 8 TMDS Clock- 像素时钟信号（差分对负极） 9 CEC 消费电子控制信号（设备联动控制） 10 HPD (Hot...

内存与IO空间的访问内存和IO的硬件机制内存空间和IO空间 IO空间：x86架构CPU中的一个概念，代表了外设寄存器地址空间，通过特定指令访问 内存空间：大多数嵌入式CPU并没有IO空间，仅存在内存空间。可以直接通过地址、指针访问 不同CPU的地址空间一般都是从0x000000开始的，但是哪个外设对应哪一部分，一般都是不确定的，比如Imx6ull中，DDR的地址空间是从0x80000000开始的 内存管理单元内存管理单元（MMU）是CPU的非常重要的一个组件，用于辅助OS进行内存管理，它的功能如下： 提供虚拟地址到物理地址的映射 内存访问权限保护 缓存控制：通过PTE的某些字段来控制缓存的行为，比如是否允许缓存、缓存写回策略… 转换旁路缓存转换旁路缓存（Translation Lookaside Buffer，TLB）是MMU的核心部件，它缓存少量的虚拟地址与物理地址的转换关系，是转换表的Cache，因此也经常被称为“快表” 转换表漫游转换表漫游（Translation Table...