[LINUX]LINUX驱动开发最简环境搭建（适用于新手）
LINUX驱动开发环境搭建
- 一、 前言
- 二、系统环境
- Ubuntu
- VMWare{非必选}
- 三、开发环境搭建
- 1.用于简单学习(Header)
- 2.用于复杂驱动开发(源码树)
- a. 基本包
- b. 内核源码获取及编译
- 四、驱动开发简单示例【HelloWorld】
- 1. Linux C文件
- 2. Makefile文件
- 3. 驱动编译、加载及卸载
- 五、参考链接
- 六、写在最后的话【应该没有彩蛋】
- 彩蛋？
一、 前言
本文以流水账为记述方式，叙述了从零开始在Ubuntu系统环境下建立LINUX驱动开发环境的过程，并提供了简单的例子。目的是为了给新手或者其它需要建立LINUX驱动开发环境的技术人员或DIY爱好者提供一个简单明了的建立过程。
为减少误解，现提供本文的记述时间：【二〇二〇年初冬】。
二、系统环境
Ubuntu
下表为最近的三个版本Ubuntu的简介及下载链接，博主建议选取最新的LTS版本，这样在系统维护服务上会有保障。
| 系统版本 | 系统名称 | 发布时间 | 终止维护时间 | 官方推荐系统配置 |
|---|---|---|---|---|
| 16.04.7(LTS) | Xenial Xerus | — | — | — |
| 18.04.5(LTS) | Bionic Beaver | — | — | — |
| 20.04.1(LTS) | Focal Fossa | — | April 2025 | CPU:2 GHz(双核);内存:4 GB;硬盘:25 GB |
注：上表中标明“—”的代表：“官网未标明，请自行搜索信息”
VMWare{非必选}
官方免费版下载地址或自行搜索免费版，关键字：VMware Workstation Player，或从这里下载。
Ubuntu虚拟机硬件配置
- 配置要求：根据使用需求，最低配置要求如下：
| 开发环境 | 最低配置 |
|---|---|
| 简单学习开发环境 | 单核≥2GHz、内存≥2GB、硬盘空间≥20GB |
| 复杂驱动开发环境 | 单核≥2GHz、内存≥3GB、硬盘空间≥60GB |
- 其它要求：如有其它要求可自行尝试设置或自行搜索相关信息。
三、开发环境搭建
1.用于简单学习(Header)
如果仅需要简单的开发或者学习使用(如完成本文中HelloWorld驱动开发)，则只需要安装以下基本工具：
sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential #获取基本开发工具，
2.用于复杂驱动开发(源码树)
可参见此链接做更详细的解答，下面仅列举主要步骤：
a. 基本包
深入开发Linux驱动，应选用以下代码构建环境（未标明尝试或非必须的就是一定要安装的）
sudo apt-get update
sudo apt-get install kernel-package #测试中会出现缺这缺那的情况，如以下包会丢失，如编译源码出现错误，可尝试执行
sudo apt-get install flex bison
#和/或
sudo apt-get install libssl-dev
#和/或
sudo apt-get install libelf-dev #libelf-devel or elfutils-libelf-devel
#如仍未解决，可自行搜索或尝试解决方案#编译生成menuconfig配置内核界面所需文件（非必须）
sudo apt-get install libncurses5-dev#开发版本管理及自动化包
sudo apt-get install automake#此处可能会有版本号
sudo apt-get install autoconf cvs subversion
b. 内核源码获取及编译
获取方式有两种：
- 从官网获取，获取后将解压后的
linux-source-<version>文件夹放入/usr/src中。 - 使用
apt指令获取：
sudo apt-cache search linux-source
sudo apt-get install linux-source-<version>
#<version>为当前linux内核版本号，如当前为5.4.0，即将所有的<version>替换为5.4.0
#安装成功后会放在/usr/src中，文件名称 tar jxvf linux-source-<version>.tar.bz2
cd /usr/src/
sudo tar jxvf linux-source-<version>.tar.bz2
之后再编译源码
cd /usr/src/linux-source-<version>
#以下三选一
sudo make config #逐一选择kernel的配置形式
#或
sudo make oldconfig #按原有kernel配置配置kernel
#或
sudo make menuconfig #使用可视化环境配置kernel#编译内核的过程
sudo make #编译内核，时间较长，可能会长达1小时及以上，如5.4.0用时约3-5个小时
#此时已完成了镜像编译和所有modules编译，如果不确定可以使用以下指令再编译
sudo make modules #编译内核驱动modules
sudo make bzImage #编译内核镜像#加载modules的过程
sudo make modules_install #安装内核模块
#检查安装
cd /lib/modules
#如果安装正常这里面会出现以版本号为文件名的文件夹，就证明安装成功了，如5.4.xx或5.4.xx-xx-generic
至此内核编译完成。
四、驱动开发简单示例【HelloWorld】
使用命令在桌面新建一个hello的文件夹，并新建hello.c和Makefile文件
mkdir ~/Desktop/hello
cd ~/Desktop/hello
touch hello.c Makefile
1. Linux C文件
在~/Desktop/hello文件夹下，使用gedit hello.c打开文件后，键入以下代码：
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");static int hello_init(void)
{printk(KERN_ALERT "Hello, world\n"); //注意此处没有逗号分隔return 0;
}static void hello_exit(void)
{printk(KERN_ALERT "Goodbye, cruel world\n");//注意此处没有逗号分隔
}module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);2. Makefile文件
在~/Desktop/hello文件夹下，使用gedit Makefile打开文件后，键入以下代码：
ifneq ($(KERNELRELEASE),) #注意此行开头顶格， ifneq和括号之间有一个空格obj-m:=hello.o #注意此行开头为一个空格
else #注意此行开头顶格KERNELDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build #注意此行开头为一个空格PWD:=$(shell pwd) #注意此行开头为一个空格
default: #注意此行开头顶格$(MAKE) -C $(kerneldir) M=$(PWD) modules #注意此行开头为Tab，Tab不能用空格替代！
endif #注意此行开头顶格3. 驱动编译、加载及卸载
在~/Desktop/hello文件夹下，使用以下代码编译驱动：
sudo make # in ~/Desktop/hello
使用以下代码加载驱动：
sudo insmod hello.ko # 加载hello.ko驱动
使用以下代码卸载驱动：
sudo rmmod hello #卸载hello驱动
使用以下代码查看驱动返回值：
dmesg |tail -5 #查看日志最后5行代码
总的测试过程如下：
#汇总过程为
sudo insmod hello.ko
sudo rmmod hello
dmesg |tail -5
#如无其他事件发生，在接连加载、卸载驱动hello.ko后，
#会在最后两行获取到返回值
#加载返回值：[<cpu_time>] hello: hello, world
#卸载返回值：[<cpu_time>] hello: Goodbye, cruel world
五、参考链接
感谢以下文章，不过单一的一篇文章并不能很好的兼容现有的安装，总会出现缺这缺那的情况，所以参考了许多的文章，主要链接写在下面：
- Linux源码树结构；
- 修改密码教程及获取root权限；
- vmware扩容教程1、vmware扩容教程2；
其中有有用的链接也列举如下。
- 相关链接1，BUG解决相关链接。
- 特别好的链接
其中还有一些解决bug的链接因为没有存储，所以这里也就没有给出，如果遇到相关的问题可以自行搜索~~~
六、写在最后的话【应该没有彩蛋】
确实建立这个环境挺折腾人的，比如说，学习第一个例程Helloworld的时候就直接N填编译失败而不知错在哪里，那种感觉真的是很崩溃，虽然这应该是一种技术摸索的常态，虽然经常碰见但仍会引起不适。
为了方便查阅，也是为了分享给米娜桑一点经验吧，少走弯路，避免进入上手即放手、入门即放弃的怪圈，要知道有时候技术自嗨起来[捂脸]还是很开心的~欢迎大家入技术之大坑。
彩蛋？
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