为什么编译驱动程序之前要先编译内核

　　9.1 前提
　　请使用 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
　　不同的开发板对应不同的配置文件，配置文件位于内核源码arch/arm/configs/目录。
　　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