手把手教你Linux驱动开发

1. 环境准备与内核源码树

首先你需要一台安装Linux系统的电脑（推荐Ubuntu），并准备好内核源码树。可以使用发行版自带的内核头文件，或从kernel.org下载完整源码。这里假设你已在内核源码目录（如/usr/src/linux）下工作。

    # 安装必要工具sudo apt install build-essential linux-headers-$(uname -r)apt source linux-image-$(uname -r)  

2. 编写最简单的驱动代码

创建一个名为mydriver.c的文件，内容如下：

    #include #include #include static int __init mydriver_init(void){printk(KERN_INFO "Hello, my driver loaded!");return 0;}static void __exit mydriver_exit(void){printk(KERN_INFO "Goodbye, my driver unloaded!");}module_init(mydriver_init);module_exit(mydriver_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("A simple example driver");  

这是一个典型的内核模块框架，包含初始化和退出函数。

3. 创建Kconfig配置文件

在同级目录下创建Kconfig文件，添加以下内容：

    config MY_DRIVERtristate "My First Driver"default mhelpThis is a simple example driver for learning.Say Y here to compile it into the kernel, or M to build it as a module.  

这里定义了一个名为MY_DRIVER的配置项，类型为三态（不编译/编译进内核/编译为模块）。

4. 编写Makefile

创建Makefile文件：

    obj-$(CONFIG_MY_DRIVER) += mydriver.o  

这一行告诉内核构建系统，当CONFIG_MY_DRIVER被设置为y或m时，编译mydriver.c。

5. 配置内核（Kconfig配置）

现在你需要将你的驱动目录加入内核的Kconfig体系中。假设你的驱动放在drivers/misc/下，编辑该目录的Kconfig和Makefile，添加：

    # 在 drivers/misc/Kconfig 中添加source "drivers/misc/mydriver/Kconfig"obj-$(CONFIG_MY_DRIVER) += mydriver/  

然后运行make menuconfig，进入Device Drivers -> Misc devices，你应该能看到"My First Driver"选项，按M将其编译为模块（或按Y编译进内核）。保存退出。

6. 编译驱动模块

执行以下命令编译模块：

    make modules_preparemake M=drivers/misc/mydriver modules  

如果一切顺利，你会得到mydriver.ko文件。

7. 加载模块并验证

使用insmod加载模块：

    sudo insmod mydriver.kolsmod | grep mydriverdmesg | tail  

你应该在dmesg输出中看到"Hello, my driver loaded!"。使用rmmod mydriver卸载，会看到退出信息。

8. 设备节点创建

我们的驱动目前还没有与文件系统交互。要实现设备节点创建，需要注册一个字符设备并分配设备号。下面给驱动增加简单功能：

    // 在 mydriver.c 中添加头文件和变量#include #include static dev_t my_dev;static struct cdev my_cdev;static int my_open(struct inode *inode, struct file *filp){printk(KERN_INFO "Device opened");return 0;}static int my_release(struct inode *inode, struct file *filp){printk(KERN_INFO "Device closed");return 0;}static struct file_operations my_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = my_open,.release = my_release,};static int __init mydriver_init(void){// 动态分配设备号alloc_chrdev_region(&my_dev, 0, 1, "mydriver");cdev_init(&my_cdev, &my_fops);cdev_add(&my_cdev, my_dev, 1);printk(KERN_INFO "mydriver loaded with major %d", MAJOR(my_dev));return 0;}static void __exit mydriver_exit(void){cdev_del(&my_cdev);unregister_chrdev_region(my_dev, 1);printk(KERN_INFO "mydriver unloaded");}  

重新编译模块并加载。此时使用cat /proc/devices可看到"mydriver"及其主设备号。创建设备节点：

    sudo mknod /dev/mydriver c 240 0  # 240替换为你实际的主设备号sudo chmod 666 /dev/mydriver  

然后可以用简单的应用程序测试打开和关闭设备。更现代的方式是使用udev自动创建节点，这里不展开。

9. 总结

通过本文，你学会了如何从零开始编写一个Linux驱动，使用Kconfig配置选项，编译为模块，并手动创建设备节点。这为更复杂的驱动开发打下了基础。继续探索，你还可以实现读写函数、ioctl等。希望这篇教程对你有帮助！

关键词：Linux驱动开发、内核模块、Kconfig配置、设备节点创建