TrueLink的博客

一、Linux内 核中断处理简介1.1、裸机中断1.2 linux中断1、先知道你要使用的中断对应的中断号。2、先申请request_irq，此函数会激活中断。3、如果不用中断了，那就释放掉，使用free_irq。4、中断处理函数irqreturn_t (*irq_handler_t) (int, void *)。5、使能和禁止中断，1.3 上半部和下半部中断一定要处理的越快越好，1、软中断static struct softirq_action softirq_vec[NR_SOFTIR

1.1、内核时间管理1、Cortex-M内核使用systick作为系统定时器。2、硬件定时器、软件定时器，原理是依靠系统定时器来驱动。3、linux内核频率可以配置，图形化界面配置。4、重点，HZ表示系统节拍率，1.2、节拍率高低的缺陷1.4、内核定时器1、软件定时器不像硬件定时器一样，直接给周期值。设置期满以后的时间点。2、定时处理函数。3、内核定时器不是周期性的，一次定时时间到了以后就会关闭，除非重新打开。定时器是一个很常用的功能，需要周期性处理的工作都要用到定时器。

1.1什么是并发与竞争？线程、中断、多核、抢占等。Linux是一个多任务操作系统，肯定会存在多个任务共同操作同一段内存或者设备的情况，多个任务甚至中断都能访问的资源叫做共享资源，就和共享单车一样。在驱动开发中要注意对共享资源的保护，也就是要处理对共享资源的并发访问。比如共享单车，大家按照谁扫谁骑走的原则来共用这个单车，如果没有这个并发访问共享单车的原则存在，只怕到时候为了一辆单车要打起来了。

上一章我们编写了基于设备树的 LED 驱动，但是驱动的本质还是没变，都是配置 LED 灯所使用的 GPIO 寄存器，驱动开发方式和裸机基本没啥区别。Linux 是一个庞大而完善的系统，尤其是驱动框架，像 GPIO 这种最基本的驱动不可能采用“原始”的裸机驱动开发方式，否则就相当于你买了一辆车，结果每天推着车去上班。Linux 内核提供了 pinctrl 和 gpio 子系统用于GPIO 驱动，本章我们就来学习一下如何借助 pinctrl 和 gpio 子系统来简化 GPIO 驱动开发。

在《第四十二章 新字符设备驱动实验》中，我们直接在驱动文件 newchrled.c 中定义有关寄存器物理地址，然后使用 io_remap 函数进行内存映射，得到对应的虚拟地址，最后操作寄存器对应的虚拟地址完成对 GPIO 的初始化。本章我们在第四十二章实验基础上完成，本章我们使用设备树来向 Linux 内核传递相关的寄存器物理地址， Linux 驱动文件使用上一章讲解的 OF函数从设备树中获取所需的属性值，然后使用获取到的属性值来初始化相关的 IO。

1、uboot启动内核用到zImage，imx6ull-alientek-emmc.dtb。2、设备树：设备和树。设备树(Device Tree)，将这个词分开就是“设备”和“树”，描述设备树的文件叫做 DTS(Device Tree Source)，这个 DTS 文件采用树形结构描述板级设备，也就是开发板上的设备信息，比如CPU 数量、 内存基地址、 IIC 接口上接了哪些设备、 SPI 接口上接了哪些设备等等。

经过前两章实验的实战操作，我们已经掌握了 Linux 字符设备驱动开发的基本步骤，字符设备驱动开发重点是使用 register_chrdev 函数注册字符设备，当不再使用设备的时候就使用unregister_chrdev 函数注销字符设备，驱动模块加载成功以后还需要手动使用 mknod 命令创建设备节点。udev 是一个用户程序，在 Linux 下通过 udev 来实现设备文件的创建与删除， udev 可以检测系统中硬件设备状态，可以根据系统中硬件设备状态来创建或者删除设备文件。返回值就是创建好的设备。

Linux 内核启动的时候会初始化 MMU，设置好内存映射，设置好以后 CPU 访问的都是虚拟 地 址。比 如 I.MX6ULL 的 GPIO1_IO03 引 脚 的 复 用 寄 存 器IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 的地址为 0X020E0068。如果没有开启 MMU 的话直接向 0X020E0068 这个寄存器地址写入数据就可以配置 GPIO1_IO03 的复用功能。现在开启了 MMU，并且设置了内存映射，因此就不能直接向 0X020E0068 这个地址写入数据了。

字符设备驱动的编写主要就是驱动对应的open、close、read。。。其实就是file_operations结构体的成员变量的实现。其中关于 C 库以及如何通过系统调用“陷入” 到内核空间这个我们不用去管，我们重点关注的是应用程序和具体的驱动，应用程序使用到的函数在具体驱动程序中都有与之对应的函数，比如应用程序中调用了 open 这个函数，那么在驱动程序中也得有一个名为 open 的函数。

1、底层，跟寄存器打交道，有些MCU提供了库。

1、mfgtool是NXP官方做的向I.MX系列烧写系统的软件，运行在windows下。可以烧写uboot.imx、zImage、dtb，rootfs。通过USB烧写。Mfgtool里面默认存放了NXP官方开发板的系统文件，2、基本原理向开发板烧系统分两部分：1、先向开发板的DDR下载一个Linux系统，2、通过前面下载到DDR中的Linux系统完成最终的烧写工作。

ld-linux-armhf.so.3 后面有个“->”，表示其是个软连接文件，链接到文件 ld-2.19-2014.08-1-git.so，因为其是一个“快捷方式”，因此大小只有 24B。构建根文件系统，busybox。后面的“-d”表示拷贝符号链接，这里有个比较特殊的库文件： ld-linux-armhf.so.3，此库文件也是个符号链接，相当于 Windows 下的快捷方式。busybox 的工作就完成了，但是此时的根文件系统还不能使用，还需要一些其他的文件，我们继续来完善 rootfs。

最后配置 tftp，安装完成以后新建文件/etc/xinetd.d/tftp， 如果没有/etc/xinetd.d 目录的话自行。tftp 命令的作用和 nfs 命令一样，都是用于通过网络下载东西到 DRAM 中，只是 tftp 命令。TFTP_DIRECTORY 就是我们上面创建的 tftp 文件夹目录，以后我们就将所有需要通过。和 NFS 一样， TFTP 也需要一个文件夹来存放文件，在用户目录下新建一个目录，命令如。TFTP 传输的文件都放到这个文件夹里面，并且要给予这些文件相应的权限。

NFS V2

【代码】linux基础命令。

【代码】busybox/busybox-1.29.0# make menuconfig 报错fatal error: curses.h: No such file or directory。

【代码】win10使用haneWIN NFS Server挂载NFS v2服务，u-boot通过t通过NFS下载zImage。

如果对 nano 不熟悉，也可以通过 sudo vim /etc/nfs.conf 或 sudo gedit /etc/nfs.conf（需图形界面）完成编辑。/etc/nfs.conf：要编辑的文件路径（这里是 NFS 服务的配置文件）。sudo：以管理员权限运行命令（编辑系统文件通常需要 root 权限）。gedit：图形界面编辑器（需要桌面环境支持）。适合新手：没有 vi 的模式切换，操作更直观。nano：调用 nano 编辑器。Ctrl + X：退出编辑器。Ctrl + O：保存文件。

在这里插入图片描述](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/272f1fcf2fb14673aad0534510402cfb.png。

【代码】Makefile增加ARCH和CROSS_COMPILE。

最终编译出：zImage，和 imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb，imx6ull-14x14-evk.dtb。将zImage，和 imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb拷贝到tftpboot目录下，然后在uboot中通过tftp服务启动。复制arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dts文件为imx6ull-alientek-emmc.dts。复制imx6ull-14x14-evk.dts为imx6ull-my-emmc.dts。

从arch/arm/kernel/vmlinux.lds分析Linux内核第一行启动代码。找到入口函数是stext，image和zImage是经过压缩的，Linux内核会先进行解压缩，解压缩完成以后就要运行Linux内核。要求：1、MMU关闭2、D cache关闭3、I cache无所谓4、r0 = 0。6、r2=atags 或设备树。

我们需要zImage文件，但是前面一直说的是生成vmlinux，通过make或make all来编译Linux内核。二、make xxx_defconfig过程。一、Linux顶层Makefile基本流程。四、built-in.o文件编译生成过程。五、make zImage过程。

vmlinux 是编译出来的最原始的内核文件，是未压缩的，比如正点原子提供的 Linux 源码编译出来的 vmlinux 差不多有 16MB。3、arch/arm/boot/dts这个目录，存放Linux内核所有设备树文件，包括dts编译后对应的.dtb文件。2、arch/arm/boot/ 这个目录，Linux内核编译完成以后，在此目录下生成image，zImage。1、分析Linux内核的时候，最好编译一遍Linux内核，然后将其压缩，拷贝到Windows下。二、Linux内核VScode工程创建。

【代码】emmc启动。

其远没有 MDK、 IAR的一键下载方便，在 Linux 内核调试阶段，如果用这个烧写软件的话将会非常浪费时间，而这个时候网络调试的优势就显现出来了，可以通过网络将编译好的 linux 镜像和设备树文件下载到 DRAM 中，然后就可以直接运行。addr 是数据读取到 DRAM 中的地址， blk 是要读取的块起始地址(十六进制)，一个块是 512字节，这里的块和扇区是一个意思，在 MMC 设备中我们通常说扇区， cnt 是要读取的块数量(十六进制)。设置环境变量，也可以自定义环境变量，也可以删除环境变量。

本章的移植我们就使用 NXP 提供的 Linux 源码， NXP 提供 Linux源码已经放到了开发板光盘中，路径为： 1、例程源码-》 4、 NXP 官方原版 Uboot 和 Linux-》linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2。先看一下如何编译 Linux 源码，这里编译以 I.MX6U-ALPHA 开发板移植好的 Linux 源码，已经放到了开发板光盘中，路径为： 1、例程源码-》 3、正点原子 Uboot 和 Linux 出厂源码-》

比如增加了dns功能后，保存配置文件后面make menuconfig，Load 新保存的配置文件。

首先就是通信效率和速度，一般 SOC 内部的 MAC 是带有一个专用 DMA 的，专门用于处理网络数据包，采用 SRAM 来读写 DM9000 的速度是压根就没法和内部 MAC+外部 PHY 芯片的速度比。从这里也可以看出，三星的 2440、 4412 这些芯片设计之初就不是给工业产品用的，他们是给消费类电子使用的，比如手机、平板等，手机或平板要上网，可以通过 WIFI 或者 4G，我是没有见过哪个手机或者平板上网是要接根网线的。pixclock：像素时钟，每个像素时钟周期的长度，单位为皮秒。

通过函数 initcall_run_list 来运行初始化序列 init_sequence_f 里面的一些列函数， init_sequence_f 里面包含了一系列的初始化函数， init_sequence_f 也是定义在文件common/board_f.c 中，由于 init_sequence_f 的内容比较长，里面有大量的条件编译代码，这里为了缩小篇幅，将条件编译部分删除掉了，去掉条件编译以后的 init_sequence_f 定义如下。必须要将8785dcf8换为重定位后的rel_a地址。

继续回到示例代码 31.3.9.1 中， 第 249 行定义变量 KCONFIG_CONFIG， uboot 是可以配置的，这里设置配置文件为.config， .config 默认是没有的，需要使用命令“make xxx_defconfig”对 uboot 进行配置，配置完成以后就会在 uboot 根目录下生成.config。默认情况下.config 和xxx_defconfig 内容是一样的，因为.config 就是从 xxx_defconfig 复制过来的。在Makefile里临时增加打印信息。

构建基本包包括gcc、g++、make和编译软件所需的其他工具。

其远没有 MDK、 IAR的一键下载方便，在 Linux 内核调试阶段，如果用这个烧写软件的话将会非常浪费时间，而这个时候网络调试的优势就显现出来了，可以通过网络将编译好的 linux 镜像和设备树文件下载到 DRAM 中，然后就可以直接运行。addr 是数据读取到 DRAM 中的地址， blk 是要读取的块起始地址(十六进制)，一个块是 512字节，这里的块和扇区是一个意思，在 MMC 设备中我们通常说扇区， cnt 是要读取的块数量(十六进制)。设置环境变量，也可以自定义环境变量，也可以删除环境变量。

Windows中安装wsl2，wsl2里安装ubuntu。

在 uboot 中，通过“make xxx_defconfig”来配置 uboot， xxx_defconfig 就是不同板子的配置文件，这些配置文件都在 uboot/configs 目录中。2、uboot就是一个bootloader，作用就是用于启动Linux或其他系统。2、SOC厂商会从uboot官网下载某一个版本的uboot，然后在这个版本的uboot上加入相应的SOC以及驱动。3、如果配置过uboot，那么一定要注意shell脚本会清除整个工程，那么配置的文件也会被删除，配置项也会被删除掉。

1、首先向SD卡（FAT32）烧写一个系统，然后使用SD卡启动，启动以后在Linux中执行烧写到EMMC或NAND中。使用OTG烧写的时候要先把SD卡拔出来，拨码拨到SD卡启动。等USB OTG与电脑连接成功以后就可以再将SD卡插进去了。1、在Windos使用NXP提供的mfgtool来向开发烧写系统。需要用先将开发板的USB_OTG接口连接到电脑上。Mfgtool工具是向板子先下载一个Linux系统，然后通过这个系统来完成烧写工作。，几分钟烧录后，拨码拨到emmc启动。

1、6ULL的PWM是16位计数器，2、有4个16位的FIFO。3、一个12位的分频器4、正点原子LCD屏幕的背光IO连接到了GPIO1_IO08上。GPIO1_IO08可以复用位PWM1_OUT信号。PWM计数器从0X0000开始计数，当计数器的值等于PWMPR+1的时候定时器就会重新开始下一个周期的运行，因此PWMPR寄存器控制着PWM频率。

1、SPI相比I2C最大的优势有两点：一个是速度快，最高可以大几十M，甚至上百MHz，第二个就是SPI是个全双工。2、SPI接口和I2C一样，一个SPI接口可以连接多个SPI外设，SPI通过CS引脚/数据线，片选引脚来选择和哪个SPI外设通信。SPI通信前先将指定的SPI外设对应的CS引脚拉低来选中此设备。3、ALPHA开发板上通过ECSPI3接口连接了一个6轴传感器，引脚如下：ECSPI3_SCLK : UART2_RXECSPI3_MOSI：UART2_CTSECSPI3_SS0：UART2_

1、AP3216C是一个三合一的环境光传感器，ALS+PS+IRLED，ALS是环境光，PS是接近传感器，IR是红外LED灯。I2C接口，最高400Kbit/S的频率。2、环境光，ALS是16位输出。3、接近传感器PS，10bit输出。IR传感器也是10bit4、AP3216C的从机地址位0X1E。5、0X0A是IR Ddata low。Bit7为0的时候表示IR和PS数据有效，为1的时候IR和PS数据无效。Bit1:0是IR的低2位。

【代码】38. RTC实验。