[实战] Petalinux驱动开发以及代码框架解读

Petalinux驱动开发以及代码框架解读

一、引言

Petalinux是Xilinx提供的Linux开发工具链。通过Petalinux，可以很轻松的完成Xilinx SOC的Linux系统定制，驱动和应用开发。本文主要从驱动开发角度，基于petalinux2022.2版本，介绍如何同通过Petalinux开发自己的驱动。

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二、步骤

安装Petalinux以及使用Vivado创建SOC工程，这些基础步骤，网上由太多教程，这里就不累述了。这里假设大家已经安装好了Vivado，Petalinux，并已经通过Vivado工程导出了硬件描述文件（.xsa文件）。

2.1 创建PetaLinux工程

petalinux-create -t project --name zynq_gpio_demo --template zynq
cd zynq_gpio_demo

2.2 配置硬件描述文件

1. 将Vivado生成的system.xsa文件复制到工程目录。
2. 导入硬件配置：

   petalinux-config --get-hw-description=.
   

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2.3 设备树配置

在project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi中添加GPIO节点：

/ {
    custom_gpios {
        compatible = "customGpioExport";
        status = "okay";
        gpios = <&gpio0 54 GPIO_ACTIVE_HIGH>,  // EMIO GPIO0
                <&gpio0 55 GPIO_ACTIVE_HIGH>; // EMIO GPIO1
    };
};

• 关键属性：
  • compatible：驱动匹配标识符。
  • gpios：指定GPIO控制器、引脚号和激活电平。

2.4 建立驱动框架

petalinux为用户开发自己的驱动建立了完整易用的驱动框架，可以通过petalinux-create -t modules命令创建，如下所示：

petalinux-create -t modules --name customGpioExport --enable

通过上述指令，就会在{petalinux project}/project-spec/meta-user/recipes-modules/目录下生成custom_gpio_export 目录，在该目录下，自动生成了custom_gpio_export .bb文件以及files文件加，在files文件夹下，成了驱动框架文件customGpioExport .c以及Makefile，以下是目录结构图：

{petalinux project}/
└── project-spec/
    └── meta-user/
        └── recipes-modules/
            └── customGpioExport/
                ├── customGpioExport.bb
                └── files/
                    ├── customGpioExport.c
                    └── Makefile

2.5 编辑 .bb 文件

打开{petalinux project}/project-spec/meta-user/recipes-modules/customGpioExport下的customGpioExport.bb文件并修改内容如下：

# 配方基础配置
SUMMARY = "Custom GPIO Export Driver"
LICENSE = "GPL-2.0-only"
LIC_FILES_CHKSUM = "file://${COMMON_LICENSE_DIR}/GPL-2.0-only;md5=801f80980d171dd6425610833a22dbe6"

# 定义模块名称和源码路径
MODULE_NAME = "customGpioExport"
SRC_URI = " \
    file://${MODULE_NAME}.c \
    file://Makefile \
"

# 指定源码目录（默认为当前目录）
S = "${WORKDIR}"

# 继承内核模块构建类
inherit module

# 定义模块编译参数
EXTRA_OEMAKE:append = " \
    KERNEL_SRC=${STAGING_KERNEL_DIR} \
    KERNEL_VERSION=${KERNEL_VERSION} \
"

# 安装目标（将模块复制到 rootfs 的 /lib/modules/ 目录）
do_install() {
    install -d ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/extra
    install -m 0644 ${B}/${MODULE_NAME}.ko ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/extra/
}

# 定义模块依赖（可选）
# DEPENDS = "virtual/kernel"

关键配置解释

• SRC_URI
  指定驱动源码路径。此处假设源码文件为 customGpioExport.c 和 Makefile，位于 files 子目录。
  若源码文件名为 customGpioExport.c，需同步修改：

  SRC_URI = " \
      file://customGpioExport.c \
      file://Makefile \
  "
  

• inherit module
  继承内核模块构建类，自动处理模块编译和签名（如需 Secure Boot）。

• EXTRA_OEMAKE
  向 make 命令传递额外参数：

  • KERNEL_SRC：指向内核源码目录。
  • KERNEL_VERSION：内核版本号（自动填充）。

• do_install
  定义模块安装逻辑，将生成的 .ko 文件复制到 rootfs 的 /lib/modules/$(uname -r)/extra/ 目录。

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2.6 编写驱动文件

根据自己需要以customGpioExport.c为基础框架，增加自己模块需要的功能实现即可，不在这里累述。

2.7 编写 Makefile

确保 files/Makefile 内容如下（适配内核模块编译）：

obj-m := custom_gpio_export.o

KERNEL_SRC ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)

all:
    $(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(PWD) modules

clean:
    $(MAKE) -C $(KERNEL_SRC) M=$(PWD) clean