Linux设备驱动程序移植全过程

介绍

有时需要升级到较新版本的 Linux 内核，并因此需要移植现有的设备驱动程序。 

移植过程可能需要几分钟甚至更长时间。这不仅取决于驱动程序的复杂度，还取决于您要升级的内核版本（API 往往会发生变化，而所有问题都源于此），以及代码实现的质量。有时重写比移植更容易，但我们不会讨论这个问题。 

遗憾的是，我无法附上驱动程序的源代码，但我们会涵盖您和我在移植过程中可能遇到的所有问题。下面，我们将看一个将简单驱动程序从内核版本 2.6.25 移植到 4.12.5 的示例，该驱动程序位于 drivers/serial/name_uart.c 中。

问题陈述

任务非常简单直接：我们需要将上述驱动程序从内核版本 2.6.25 移植到 4.12.5。 

执行

首先，如果你不熟悉你正在移植的驱动程序，我建议你至少简单研究一下。这可以使任务变得容易得多。之后，你就可以开始移植了。 

第一步： 

• 我们的驱动程序在 2.6.25 内核中有以下路径：drivers/serial/name_uart.c现在我们需要找到一个合适的目录来放置它。
• 在这里我们遇到了第一个问题：4.12.5 内核中没有 drivers/serial/ 这样的目录。 
• 解决方案很简单：只需将我们的驱动程序放在drivers/tty/serial/name_uart.c中 

第二步：

• 之后，为了确保 Linux 可以在构建中包含我们的驱动程序，我们需要将它添加到两个文件中。 
• 第一个文件是：drivers/tty/serial/Makefile 。
• 在其中添加以下行： 

obj-$(CONFIG_SERIAL_NAME)	+= name_uart.o

• 第二个文件：drivers/tty/serial/Kconfig
• 我们在里面写入以下内容： 

config SERIAL_NAME
	tristate "SERIAL_NAME UART driver"
	help
	  Write description here

第三步： 

• 完成前两步后，我们就可以开始构建了。 
• 在根目录下，运行 make menuconfig 并将我们的驱动程序包含在构建中。
• 运行该命令后，会打开一个图形界面，在那里找到我们的驱动程序应该没有问题（您可以按 / 键并输入完整或部分名称，然后按 Enter 键进行搜索）。 
• 另一种选择是直接编辑 .config 文件，并将您的驱动程序包含在构建中。 
• 接下来，您可以尝试构建包含我们驱动程序的内核。 

第四步： 

• 尝试构建内核后，我们可能会遇到一系列错误，需要解决这些错误才能成功构建内核并确保测试驱动程序的功能。 
• 我遇到的错误是由于与 proc 系统交互的接口过时以及一个宏被删除造成的。 
• 例如，在内核 2.6.25 中调用 irequest_irq 函数可以正常工作，但是

irequest_irq(64 + ISC_DMA, dma_interrupt_handler, IRQF_DISABLED, "DMA", NULL);

在内核 4.12.5 中，IRQF_DISABLED 宏已被移除，导致驱动程序无法构建。

解决方案是用 0 替换 IRQF_DISABLED。 

irequest_irq(64 + ISC_DMA, dma_interrupt_handler, 0, "DMA", NULL);

下一个 bug 是，在内核版本 2.6.25 中，与 proc 系统的交互是通过 create_proc_entry 函数实现的，而这个实现在内核版本 4.12.5 中已经不存在了。 

因此，需要对该实现进行轻微的重写，最终版本如下：

/******************************************************************************
 * /proc interface
 ******************************************************************************/

static int xr16_get_status(struct seq_file *m, void *v)
{
	struct uart_name_uart *pp;
	unsigned long f;
	u64 tmp;
	int i, xmax = ARRAY_SIZE(pp->in_irq);

	seq_printf(m, "UART NAME ports stat:\n");

	for (i = 0; i < UART_NAME_MAXPORTS; i++) {
		pp = &uart_name_16_ports[i];
		if (!pp->used)
			continue;

		local_irq_save(f);
		tmp = ktime_to_us(ktime_sub(ktime_get(), pp->ktm_last));
		do_div(tmp, USEC_PER_SEC);
		local_irq_restore(f);
	}

	return 0;
}

static int xr16_proc_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
	return single_open(file, uart_name_get_status, NULL);
}

static const struct file_operations uart_name_proc_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = uart_name_proc_open,
	.read = seq_read,
	.llseek = seq_lseek,
	.release = single_release,
}

总而言之，驱动程序移植可以按照以下步骤完成： 

• 1. 将旧版驱动程序的源代码复制到新的 Linux 内核；
• 2. 为 Kconfig 和 Makefile 添加描述；
• 3. 使用 busybox 将驱动程序集成到内核构建中（或直接编辑 .config 文件）；
• 4. 修复所有构建错误，直到内核构建成功。 

总结

至此，我们介绍了将设备驱动程序移植到较新 Linux 内核的基础知识，以及您可能遇到的问题。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。