使用Raspberry Pi学习Linux驱动程序开发

我想为一些实际的硬件设备编写Linux设备驱动程序。什么样的Raspberry Pi外设很合适？基本上，我需要以下内容：

对于初学者来说，它必须足够小（最多几个月，几个星期更好）。
数据表必须可用。起初，我在考虑USB以太网适配器，但看起来数据表非常有限。

有任何想法吗？可能就像使串行控制台通过GPIO工作一样？

linux kernel driver

— 伊万
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Linux驱动程序是内核模块，从技术上讲它们根本不需要与硬件有任何关系，因此，您要尝试的第一件事可能是char设备接口-即提供提供可以为了某些琐碎的目的而被读取和/或写入（类似于proc中的内容）。

— goldilocks

我做了所有这些，完成了教程，并为伪设备编写了内核模块，并阅读了有关内核/驱动程序开发的书籍。一切都很好，但是现在我想使用真正的硬件

— 。– ivan

Greg KH 前阵子写了这本书（在某些方面可能有些过时了）：linuxjournal.com/article/7353因此，有一些带有公共数据表的USB设备。他在那里有一些逆向工程技巧（我不想用任何过于复杂的方法来做）。GPIO引脚的材料我想通常可以使用现有的I2C等驱动程序来工作，但是您可以忽略它并自己做一些事情。

— goldilocks

Answers:

与复杂的设备和/或复杂的总线接口时，很难学习编写驱动程序。因此，我建议您使用一些简单且众所周知的设备（忽略其驱动程序在内核中的现有实现），例如通常与微控制器一起使用的I²C/ SPI设备。例如，您可以找到Arduino社区“支持”的任何设备（这意味着它具有库/文档），然后尝试将其与RaspberryPi一起使用。

如果这还不够，或者您不想购买过多的硬件，则可以自己创建一个。只需获取一些微控制器（例如atmega之类的东西），创建一个使其成为某种设备的程序，然后尝试使用Linux驱动程序与其进行接口即可。这样，您可以轻松创建可模拟不同类别设备的程序。而且由于您将自己编写“固件”，因此它将帮助您调试问题。

为此，您需要一些微控制器编程技能，但是学习Arduino的编程并不难，而且我认为无论如何，这对于驱动程序程序员都是有用的知识。

— 克尔兹斯托夫·亚当斯基
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如何通过GPIO引脚在软件中实现串行通信？例如，将串行连接到PC，并尝试至少输出一些内容到控制台。可行吗？

— ivan 2013年

@ivan：我不确定我是否理解正确。如果说串行是指UART / rs232，而用软件是指对它进行位冲击，则由于时序限制，这是不可能的。另一方面，如果您要使用RaspberryPi UART硬件（重新）实现Linux串行设备，那当然是可行的。我相信有关此硬件所需的所有信息都可以在BCM2835 ARM Peripherals文档中找到。但是请记住，要使用它，您首先必须禁用内核中的现有驱动程序。

— 2013年

谢谢，但是您确定无法进行位撞击UART吗？我找到了此链接：ganssle.com/articles/auart.htm，因此对于低波特率和至少仅实现发送部分（看起来更容易），它看起来可能可行。

— 伊万

@ivan：本文似乎与具有通用操作系统（如Linux）的系统无关。在UART中，您具有真正严格的时序约束，如果没有实时操作系统，这些约束将很难满足。话虽这么说，可能有可能以低波特率执行此操作，但它可能并非真正可靠。

— 2013年

看起来您是正确的：raspberrypi.stackexchange.com/questions/1987/…（但是那里有一个有趣的解决方案）。再次感谢你的帮助。

— ivan

我个人将从一个非常简单的设备开始，例如一个或多个直接连接到GPIO引脚的LED。

您可以购买准备插入的设备，也可以自己连接设备。

我之所以建议这样做的原因是，调试驱动程序通常要比普通程序困难得多，因此，入门的简单挑战很有用，然后您可以将该代码用作调试更复杂设备的方法（ GPIO引脚以连接到示波器），其中定时很重要。

如果有兴趣，可以在此处找到LedBorg的内核驱动程序，该源应该是一个合理简单的示例，用于定期驱动GPIO引脚。

— 皮博格
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嗨，@ PiBorg。您能否告诉一些资源来帮助我学习为设备（例如直接连接到GPIO引脚的一个或多个LED）编写简单驱动程序的代码？

— 萨加尔（Sagar）2015年

您可以编写硬件驱动程序的最简单的“设备”（如果您需要硬件驱动程序开发）也可以像LED一样简单（我添加了引号，因为从技术上讲LED不是设备，但它仍然是硬件），如@PiBorg所建议。

其他选择将是一些易于接口的设备/组件，例如光敏电阻，无源红外传感器（简称：PIR），温度传感器，PC风扇（最好是4线风扇，它不仅使您可以监控而且可以控制风扇）。 RPM），LED点矩阵等。基本上，这种简单的设备将使您对硬件的了解最少（以便您可以看到和触摸实际完成的工作），同时，您可以了解许多用于更复杂的设备的主题，其中复杂性主要来自他们使用的协议。

还请注意，您无需花太多精力去研究内核模块。当然，如果您想这样做，没人会阻止您。:)

这是连接无源红外传感器的示例（我将在PIR交付时立即进行测试：3）。您可以开始研究并开始更深入地研究Linux内核，以了解如何创建与PIR配合使用的内核驱动程序。

— 拉巴列克桑达尔
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