【转】6.4.6 将驱动编译进Linux内核进行测试

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前面几节都是将Linux驱动编译成模块，然后动态装载进行测试。动态装载驱动模块不会随着Android系统的启动而自动装载，因此Android系统每次启动都必须使用insmod或modprobe命令装载Linux驱动模块。

　　对于嵌入式系统（包括嵌入式Android、嵌入式Linux等）一般都采用将Linux驱动编译进内核的方式。这样做虽然没有动态装载灵活，但Linux驱动会随着Android的启动而自动装载。一般在开发过程中为了测试和调试方便，会将Linux驱动以模块形式装载到Linux内核中。当Linux驱动通过最终测试后，会将Linux驱动编译进Linux内核再进行测试。

　　本节将介绍如何将word_count驱动编译进Linux内核，并分别在Android模拟器和S3C6410开发板上测试word_count驱动。

　　Linux内核源代码被设计成可装卸式结构。也就是说只需要修改配置文件，就可以使某个Linux驱动编译成模块（.ko文件），或编译进Linux内核，当然，也可以将该Linux驱动从Linux内核去除。核心的配置文件如下。

　　q  .config：该文件位于Linux内核源代码的顶层目录，为隐藏文件。该文件用于配置Linux内核中的模块。在.config文件中可以对Linux驱动进行三方面的配置：编译成驱动模块（.ko文件）、编译进内核和从Linux内核去除。可以手工修改.config文件，也可以使用make menuconfig命令用菜单方式来设置.config文件。

　　q  Kconfig：每一个想要连接进Linux内核的模块目录都有该文件。该文件主要用于定义make menuconfig命令显示的菜单（包括菜单项名称、帮助信息、选项类型、模块依赖等信息），除此之外，Kconfig文件还可以导入位于其他目录的Kconfig文件。make命令通过Kconfig文件的递归引用，可以找到Linux内核中的所有Kconfig文件，从而建立一个完整的配置菜单。

　　q  Makefile：一般与Kconfig文件同时出现。每有一个Kconfig文件，就必要有一个Makefile文件。该文件用于指定如何编译Makefile文件所在目录的源代码。

　　现在还使用word_count驱动的例子来详细说明如何将一个Linux驱动加入Linux内核源代码树中。由于word_count驱动属于字符驱动，所以可以使用如下的步骤将word_count驱动加入Linux内核源代码树。

　　第1步：将word_count.c文件放入Linux内核源代码

　　将word_count.c文件放到<Linux内核目录>/drivers/char目录中。

　　第2步：修改Kconfig文件

　　打开/root/kernel/goldfish/drivers/char/Kconfig文件，找到endmenu，并在endmenu前面添加如下代码。

　　config WORD_COUNT

　　bool "word_count driver"

　　help

　　This is a word count driver. It can get a word count from /dev/wordcount

　　其中，config后面的字符串将作为Shell变量名的后半部分，前半部分是CONFIG_。也就是说，每一个具体的模块都会对应一个Shell变量来保存该模块的3个编译行为（生成.ko文件、编译进Linux内核或从Linux内核中去除）。word_count驱动模块的变量是CONFIG_WORD_COUNT。该变量的值会保存在.config文件中。

　　bool表示word_count驱动只能进行两项设置（被编译进内核与从Linux内核中去除），后面会介绍如何设置菜单项的三项设置。bool后面的字符串就是菜单项的文本。help用于设置菜单项的帮助信息。

　　第3步：修改Makefile文件

　　打开/root/kernel/goldfish/drivers/char/Makefile文件。该文件大多都是如图6-21所示的内容，随便找个位置插入如下内容。
<ignore_js_op>
　　▲图6-21  在Makefile文件中添加word_count驱动模块

　　obj-$(CONFIG_WORD_COUNT)      += word_count.o

　　通过第2步的设置产生了一个CONFIG_WORD_COUNT变量，而在第3步中obj-后使用了该变量，而不是使用固定的值（y或m）。make命令在编译Linux内核时会将该变量替换成相应的值。

　　第4步：设置.config文件

　　.config文件可以通过手工配置，也可以通过make menuconfig命令在菜单中配置。在这里我们采用菜单配置的方法。现在进入Linux内核顶层目录（/root/kernel/goldfish）。然后执行make menuconfig命令显示配置菜单，并进入“Device Drivers”>“Character devices”子菜单，找到“word_count_driver”菜单项，按空格键将“word_count_driver”菜单项前设置成星号（*），如图6-22所示。然后退出配置界面并保存所做的修改。

　　按“h”键可以显示word_count驱动的帮助信息，如图6-23所示。
<ignore_js_op>
　　▲图6-22  配置word_count驱动模块    
      <ignore_js_op>
      ▲图6-23  word_count驱动的帮助信息

　　在配置完.config文件后，读者可以打开.config文件，并找到CONFIG_WORD_COUNT，会发现该变量的值已被设成“y”。

　　第5步：编译Linux内核

　　进入/root/kernel/goldfish目录，执行下面的命令编译Linux内核。

　　# make

　　如果读者以前编译过当前的Linux内核，并不需要担心编译的时间过长，因为make足够智能，它只会编译最新修改的模块及其依赖的模块。

　　当成功编译Linux内核后，读者可以到/root/kernel/goldfish/arch/arm/boot目录找到zImage文件，并使用Android模拟器运行这个内核。读者会发现，在/dev目录中有一个wordcount设备文件，而我们并没有运行build.sh脚本文件安装word_count驱动。这是因为Android模拟器在装载zImage内核文件时已自动装载了word_count驱动。不过在使用前面的例子测试word_count驱动时仍然需要执行下面的命令设置/dev/wordcount设备文件的访问权限。

　　# adb shell  chmod 777  /dev/wordcount

　　如果读者不想将word_count.c复制到/root/kernel/goldfish/drivers/char目录，可以使用下面的命令在/root/kernel/goldfish/drivers/char目录建立一个符号链接。

　　# ln  -s  /root/drivers/ch06/word_count  /root/kernel/ goldfish/drivers/ char/word_ count

　　将word_count目录加入Linux内核源代码树的步骤如下（在进行下面的步骤之前需要将上面步骤所做的设置注释掉）。

　　第1步：建立新的Kconfig文件

　　在word_count目录中建立一个Kconfig文件，并输入如下内容：

　　config WORD_COUNT

　　tristate "word_count driver"

　　default y

　　help

　　This is a word count driver. It can get a word count from /dev/wordcount

　　其中tristate表示三态类型（编译进内核、编译成模块，从Linux内核移除）。如果使用tristate代替bool，菜单项前面就变成尖括号。按“y”键，尖括号中显示星号（*），表示编译进内核。按“M”键，尖括号中显示M，表示编译成模块。按“N”键，尖括号在符号消失，表示word_count驱动被忽略。如果不断按“空格”键，这3种状态会循环切换。

　　default用来设置默认值。如果使用tristate，default可以设置y、m和n三个值，分别对应编译进内核、编译成模块和从Linux内核中移除。当模块第一次设置时会处于default设置的默认状态。

　　注意如果使用tristate，必须按照6.4.2节的方法打开“Enable loadable module support”选项，否则无法将驱动设为编译成模块状态（M状态），菜单项前面仍然是一对中括号。

　　第2步：修改Makefile文件

　　word_count目录中的Makefile文件目前的内容如下：

　　obj-m := word_count.o

　　在Makefile文件中已经将编译类型设为Linux驱动模块（obj-m表示编译成.ko文件）。但现在要将word_count驱动加入Linux内核源代码树中，因此需要使用CONFIG_WORD_COUNT变量来代替m，所以Makefile文件的内容需要按如下内容修改。

　　obj-$(CONFIG_WORD_COUNT) := word_count.o

　　修改Makefile文件后，如果还想使用前面几节的脚本文件测试word_count驱动，需要将.config文件中CONFIG_WORD_COUNT变量值设为m，如果.config文件中没有该变量，就添加一个CONFIG_WORD_COUNT变量。当然，也可以使用make menuconfig命令设置。

　　为了可以单独编译word_count驱动，也可以和Linux内核一同编译，我们可以采用如下形式重新编写Makefile文件。当CONFIG_WORD_COUNT变量未定义时，说明没有与Linux内核一同编译。

　　#  与Linux内核一同编译

　　ifdef CONFIG_WORD_COUNT

　　obj-$(CONFIG_WORD_COUNT)      :=  word_count.o

　　else

　　# 单独编译

　　obj-m := word_count.o

　　endif

　　第3步：修改上层目录的Kconfig文件

　　为了能找到word_count目录中的Kconfig文件，需要在drivers/char/Kconfig文件中引用word_count目录中的Kconfig文件。现在打开/root/kernel/goldfish/drivers/char/Kconfig文件，在“endmenu”之前添加如下一行代码。

　　source "drivers/char/word_count/Kconfig"

　　第4步：修改上层目录的Makefile文件

　　在drivers/char/Makefile文件中添加如下一行，以便使make命令可以找到word_count目录中的Makefile文件。

　　obj-$(CONFIG_WORD_COUNT)  += word_count/

　　接下来的工作就和前面介绍的五步中的第4步和第5步一样了。在进入如图6-24所示的设置界面时，可以按“M”键将word_count驱动模块编译成.ko文件。
<ignore_js_op>
　　▲图6-24  设置word_count驱动模块的编译类型

　　注意当修改Linux内核设置后重新编译内核，以前使用该Linux内核编译的Linux驱动模块可能由于格式错误无法安装，因此，在重新编译Linux内核后，需要重新编译Linux驱动模块。

　　如果想将word_count驱动模块编译进其他内核也可采用与上面类似的做法。