9.1 前提

请按前面第七章使用 GIT 下载源码、使用 repo 下载工具链，并配置了交叉编译工具链。

为什么编译驱动程序之前要先编译内核？

① 驱动程序要用到内核文件：
比如驱动程序中这样包含头文件：#include <asm/io.h>，其中的 asm 是一个链接文件，指向 asm-arm或 asm-mips，这需要先配置、编译内核才会生成 asm 这个链接文件。

② 编译驱动时用的内核、开发板上运行到内核，要一致：
开发板上运行到内核是出厂时烧录的，你编译驱动时用到内核是你自己编译的，这两个内核不一致时会导致一些问题。

所以我们编译驱动程序前，要把自己编译出来到内核放到板子上去，替代原来的内核。

③ 更换板子上的内核后，板子上的其他驱动也要更换：
板子使用新编译出来的内核时，板子上原来的其他驱动也要更换为新编译出来的。

所以在编译我们自己的第 1 个驱动程序之前，要先编译内核、模块，并且放到板子上去。

9.2 编译内核

9.2.1 STM32MP157 开发板

内核的编译过程如下（编译内核前需要先配置好工具链等一些环境变量）：

book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk$ cd Linux-5.4
book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4$ make 100ask_stm32mp157_pro_defconfig
book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4$ make uImage LOADADDR=0xC2000040 -j4
book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4$ make dtbs
book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4$ cp arch/arm/boot/uImage ~/nfs_rootfs
book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4$ cp arch/arm/boot/dts/stm32mp157c-100ask-512d-lcd-v1.dtb ~/nfs_rootfs

9.2.2 IMX6ULL 开发板

1. IMX6ULL 全功能版
内核的编译过程如下（编译内核前需要先配置好工具链等一些环境变量）：

book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk$ cd Linux-4.9.88
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make mrproper
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make 100ask_imx6ull_defconfig
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make zImage -j4
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make dtbs
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ cp arch/arm/boot/zImage ~/nfs_rootfs
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs

编译步骤参考如下，编译好zImage后再去编译设备树文件。

编译完成后生成的文件如下图所示

编译完成后，在arch/arm/boot目录下生成zImage内核文件, 在arch/arm/boot/dts目录下生成设备树的二进制文件100ask_imx6ull-14x14.dtb。

把这2个文件复制到/home/book/nfs_rootfs目录下备用，如下图：

2. IMX6ULL mini nand 版
kernel的编译过程如下（编译内核前需要先配置好工具链等一些环境变量）：

book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk$ cd Linux-4.9.88
book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make mrproper
book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make 100ask_myir_imx6ull_mini_defconfig
book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make zImage -jN //N 表示根据 CPU 个数，来加速编译系统
book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make dtbs
book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ cp arch/arm/boot/zImage ~/nfs_rootfs
book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ cp arch/arm/boot/dts/100ask_myir_imx6ull_mini.dtb ~/nfs_rootfs

编 译 成 功 后 ， 可 以 得 到 这 些 文 件 ： 内 核 文 件 arch/arm/boot/zImage ， 设 备 树 文 件arch/arm/boot/100ask_myir_imx6ull_mini.dtb。

把这2个文件复制到/home/book/nfs_rootfs目录下备用。

9.2.3 其他开发板

使用 GTI 下载源码后，在以下目录有其他开发板的使用手册，请自行参考对应手册：

9.3 编译内核模块

9.3.1 STM32MP157 开发板

进入内核源码目录后，就可以编译内核模块了：

book@100ask:~$ cd 100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4
book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4$ make modules -j4
book@100ask:~/100ask_stm32mp157_pro-sdk/Linux-5.4$ sudo make INSTALL_MOD_PATH=/home/book/nfs_rootfs modules_install

最后一条命令是把模块安装到 /home/book/nfs_rootfs 目 录 下 备 用 ， 会 得 到/home/book/nfs_rootfs/lib/modules目录。

9.3.2 IMX6ULL 开发板

无论是哪个版本的IMX6ULL开发板，编译内核模块的命令是一样的。

1. IMX6ULL 全功能版
进入内核源码目录后，就可以编译内核模块了：

book@book-virtual-machine:~$ cd ~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/home/book/nfs_rootfs modules_install

最后一条命令是把模块安装到 /home/book/nfs_rootfs 目 录 下 备 用 ， 会 得 到/home/book/nfs_rootfs/lib/modules目录。

内核模块编译完成后截图示例

安装模块后的/home/book/nfs_rootfs/目录结构如下图所示。

注意：下图用到tree命令，如果提示没有该命令，需要执行“sudo apt install tree”命令安装tree工具（前提是Ubuntu能上网）。

2. IMX6ULL mini nand 版
进入内核源码目录后，就可以编译内核模块了：

book@book-virtual-machine:~$ cd ~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88
book@100ask:~/100ask_myir_mini_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules
book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88$ sudo make ARCH=arm INSTALL_MOD_PATH=/home/book/nfs_rootfs modules_install

编译过程请参考上面IMX6ULL全功能版的截图，最后一条命令是把模块安装到/home/book/nfs_rootfs目录下备用，会得到/home/book/nfs_rootfs/lib/modules目录。

9.3.3 其他开发板

使用 GTI 下载源码后，在以下目录有其他开发板的使用手册，请自行参考对应手册：

9.4 安装内核和模块到开发板上

假设：执行上述命令后，在Ubuntu的/home/book/nfs_rootfs目录下已经有了zImage或uImage、dtb文件，并且有lib/modules子目录(里面含有各种模块)。

下面，要把这些文件复制到开发板上。

如果你使用的是VMware NAT方式，假设Windows IP为192.168.1.100，在开发板启动进入Linux后，输入root登录，然后执行以下命令(注意：必须指定port为2049、mountport为9999)：

mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
cp /mnt/zImage /boot 或 cp /mnt/uImage /boot 
cp /mnt/*.dtb /boot
cp /mnt/lib/modules /lib -rfd
sync
reboot

如果你使用的是VMware桥接方式，假设Ubuntu IP为192.168.1.100，在开发板上执行以下命令：

mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
cp /mnt/zImage /boot 或 cp /mnt/uImage /boot 
cp /mnt/*.dtb /boot
cp /mnt/lib/modules /lib -rfd
sync
reboot

最后重启开发板，它就使用新的zImage或uImage、dtb、模块了。

9.5 体验第 1 个驱动程序

9.5.1 修改 Makefile 指定内核目录

把第 1 个驱动程序 01_hello_drv 上传到 Ubuntu 后，修改它的 Makefile，设置其中的 KERN_DIR 变量为内核的源码目录，以 IMX6ULL 为例，如下：

KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88

9.5.2 编译

设置好工具链、配置、编译过内核之后，在01_hello_drv目录下执行make命令即可编译驱动程序及测试程序，如下 ：

9.5.3 在开发板上运行

开发板启动后通过 nfs 挂载 Ubuntu 目录的方式，将相应的文件拷贝到开发板上。如果你使用的是VMware NAT方式，假设Windows IP为192.168.1.100，在开发板上执行以下命令(注意：
必须指定port为2049、mountport为9999)：

[root@board:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt

如果你使用的是VMware桥接方式，假设Ubuntu IP为192.168.1.100，在开发板上执行以下命令：

[root@board:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt

挂载 NFS 成功后，把驱动和测试程序复制到开发板上：

[root@board:~]# cp /mnt/hello_drv.ko ./
[root@board:~]# cp /mnt/hello_drv_test ./

然后安装驱动程序并验证是否成功：

[root@board:~]# insmod hello_drv.ko

执行“lsmod”可以看到hello_drv驱动，如下：

执行“cat /proc/devices”：

执行“ls -l /dev/hello”，可以发现有这个设备节点，并且它的主设备号跟上图一样：

最后执行测试程序：

./hello_drv_test -w www.100ask.net
./hello_drv_test -r

如果不想看到驱动调试信息，可以先执行以下命令用来关闭内核的打印信息：

echo "1 4 1 7" > /proc/sys/kernel/printk

9.6 常见问题

安装驱动程序时，如果有以下提示信息，原因就是板子上运行的内核太老了，解决方法就是先编译内核、
替换板能上的内核，再重新编译、安装驱动程序：

disagrees about version of symbol device_create
[ 2098.200219] hello_drv: Unknown symbol device_create (err -22)
[ 2098.208445] hello_drv: disagrees about version of symbol device_destroy
[ 2098.215871] hello_drv: Unknown symbol device_destroy (err -22)
insmod: ERROR: could not insert module hello_drv.ko: Invalid parameters

全文下载：嵌入式Linux系统开发完全手册 第二版