树莓派Linux内核编译、文件系统、Linux内核驱动基础框架、驱动测试步骤、总线地址

树莓派高阶开发课程

1. ubuntu18.04版本安装

让程序猿搭建环境太搞笑了，轻松easy!
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2. 树莓派等芯片带操作系统的启动过程

C51,STM32(裸机)》》》》》》C直接操控底层寄存器实现相关业务。业务流程型的裸机代码
                           遥控灯： while(1)
                           垃圾桶：WemosD1 LOOP
                           恩智浦智能车： stm32

       X86,Intel windows
       启动过程：电源 -》 BIOS -》windows内核-》C，D盘-》程序启动（QQ）

嵌入式产品：树莓派，mini2440, mini6410,nanopi,海思，RK（瑞芯微）------人脸识别打卡器，智能家居主控。。。
       启动过程：电源-》BootLoader（引导操作系统启动）-》Linux内核-》文件系统（根据功能性来组织文件夹，带访问权限）-》KTV点歌机，

       安卓
       启动过程：电源-》 fastBoot/Bootloader/-》linux内核-》文件系统-》虚拟机-》HOME应用程序-》点某图标打开某APP

BootLoader：一阶段让CPU 跟内存，FLASH, 串口，IIC,IIS, 数据段，打交道，驱动这些设备（汇编和C结合）
二阶段：引导Linux内核启动（纯C）
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3. 树莓派Linux源码目录树分析

https://www.cnblogs.com/senior-engineer/p/4929703.html

   大约1.3w个C文件 1100w行代码
   Linux是开源，免费，LInux开源社区工作者共同维护，爱好
           Linux是一个开源的，支持多架构多平台代码 =非常牛逼
           可以执行非常高
           但是Linux内核编译出来一般就几M. 4M

因为支持多平台，多架构，所以编译之前要配置，配置成适合的目标平台来用

ARM
海思友善之臂 RK 树莓派 nanoPi
X86

PowerPC
MIPS

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4. 树莓派Linux源码配置
           驱动代码的编写
               驱动代码的编译需要一个提前编译好的内核
                   编译内核就必须配置
           配置的最终目标会生成 .config文件，该文件指导Makefile去把有用东西组织成内核

厂家配linux内核源码，比如说买了树莓派，树莓派linux内核源码
           第一种方式：
               cp 厂家.config .config
           第二种方式：
               make menuconfig 一项项配置，通常是基于厂家的config来配置
           第三种方式：
               完全自己来

如何配置树莓派的Linux内核

驱动两种加载方式：
* 编译进内核 zImage包含了驱动
M 模块方式生成驱动文件xxx.ko 系统启动后，通过命令inmosd xxx.ko 加载

内核配置：
ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make bcm2709_defconfig
指定ARM架构指定编译器树莓派主要核心指令
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5. 树莓派Linux内核编译

           5.1 编译：
           ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make -j4 zImage modules dtbs
                                                                           指定用多少电脑资源进行编译
                                                                           zImage生成内核镜像
                                                                           modules要生成驱动模块
                                                                           dtbs生成配置文件

5.2 编译成功后，看到源码树目录多了vmlinux,失败则无此文件
成功后，目标zImage镜像arch/arm/boot底下

5.3 打包zImage成树莓派可用的xxx.img
./scripts/mkknlimg arch/arm/boot/zImage ./kernel_new.img

5.4 数据拷贝
               mkdir data1 data2
               挂载U盘
               sudo mount /dev/sdb1 data1 一个fat分区，是boot相关的内容，kernel的img
               sudo mount /dev/sdb2 data2 一个是ext4分区，也就是系统的根目录分区。

安装modules, 设备驱动文件： hdmi usb wifi io ...
sudo ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- KERNEL=kernel7 make INSTALL_MOD_PATH=/home/chenlc/data2 modules_install

安装更新 kernel.img 文件，注意镜像名字是kernel7.img
               先备份
                   cd /home/chenlc/data1
                   cp kernel7.img kernel7OLD.img
               再把编译新生成的拷贝到data1，起名kernel7.img
                   cp kernel_new.img /home/chenlc/data1/kernel7.img

拷贝配置文件
               cp arch/arm/boot/dts/.*dtb* /home/chenlc/data1
               cp arch/arm/boot/dts/overlays/.*dtb* /home/xzf1/data1/overlays/
               cp arch/arm/boot/dts/overlays/README /home/xzf1/data1/overlays/

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 console=serial0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline fsck.repair=yes rootwait

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6. 文件系统
   1. 什么是文件系统？
           常规认知：根目录
       文件系统是操作系统用于明确存储设备组织文件的方法。
       以上说的方法：就是文件管理系统（程序），简称文件系统

2. 文件系统（文件管理系统的方法）的种类有哪些？
       FAT VFAT NTFS EXT1/2/3/4 HFS ....
       树莓派查看文件系统的命令： df -T
       vfat ： boot（bootloader, kernel）
       ext4 ：根目录
       tmpfs : 内存文件系统

3. 什么是分区？
windows: 随意（面向普通用户PC），目录即分区
C（装系统的位置）也可以随意在C盘存放文件. D盘（用户随意发挥）

Linux: 按照功能来分区，每个分区严格存放文件(开发者)
           嵌入式系统可以分为4个区，分别是
           bootloader、启动代码
           para、启动代码向内核传递参数的位置
           kernel、       内核分区
           根分区等文件系统结构

2. 什么是文件系统目录结构？
常规认知：根目录，不是分区，和windows不同

2. 什么虚拟文件系统Virtual File System ？
           vfs就是对各种文件系统的一个抽象，它为各种文件系统提供了一个通用的接口，

   3. 虚拟文件系统有什么作用？
       简化应用程序员的开发
           不管是什么文件类型，不管文件是磁盘还是设备，都只用open read write统一操作

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7. Linux内核驱动基础框架
a.驱动代码的编写，参考pin4test.c

b. .内核驱动编译

a1. .把驱动代码拷贝到driver/char

a2. 修改Makefile, 告诉编译器，要编译该驱动文件

a3. ARCH= arm CROSS_ COMPILE arm- 1inux- gnueabihf-KERNEL-kerne17 .make modules

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8. 驱动测试步骤

内核驱动装载:，sudo insmod Xxx . ko

内核驱动卸载 :，sudo . rmmod Xxx不需要写ko

查看内核模块: . 1smod

验证步骤

a. .装载驱动

b. .驱动装载后生成设备比如/dev/pin4,通过sudo chmod 666 /dev/pin4添加访问权限

C. .运行测试程序调用驱动

d. :内核的printk是内核层的printf,通过dmesg查看打印信息1
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9. 总线地址
地址总线(Address Bus;又称:位址总线)属于- -种电脑总线( -部份)，是由CPU或有OMA能力的单元，用来沟通这些单元想要存取(读取/写入)电脑内存元件/

地方的实体位址。

cpu能够访问内存的范围

现象:装了32位的wLn7系统，明明内存条8G，可是系统只识别了3.8G装了64位，才能识别到8g

32位能表示/访问4,294,967 ,296bit

bit 4,294,967 ,296

kbit 4,194, 304

mbit 4,096

gbit 4

树莓派32位，1G 949M

2.物理地址

硬件实际地址或绝对地址程序在磁盘超过1g,1g

3.虚拟地址

逻辑(基于算法的地址(软件层面的地址，假) )地址称为虚拟地址

199 BC12895 树莓派3 cCPU的型号，他是ARM-cotexA53架构

200 2440 2410 Cpu型号

ARM9的架构

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