【飞凌嵌入式 OK3399-C+开发板试用体验】本地编译内核源码&DHT11驱动编译


作者:donatello1996

飞凌厂商提供的Linux源码资料压缩包实际上是多合一源码,除了最常用的内核源码以外,还有诸多额外内容比如交叉编译链,Linux烧录工具(卡刷+线刷),生成系统镜像img的脚本,uboot源码,应用程序代码等诸多内容,这些不同内容面向不同层次的开发者,比如开发应用层的只看应用程序代码即可,开发驱动的只看内核源码和交叉编译链即可,开发uboot的只看uboot源码即可,产品部门相关的只需要会用工具即可。内核源码为主目录的kernel文件夹,交叉编译链为主目录的prebuilt文件夹,平时如果执行厂商提供的build_ubuntu.sh脚本,实际上不只是编译内核和驱动(boot.img,**.ko),还有生成必须要的分区镜像如recovery.img,userdata.img等:


我的想法是直接使用板子本地编译,减少内核源码不兼容的风险,那么就只需要保留kernel文件夹的内容即可,kernel文件夹就是OK3399板子的全部内核源码,根目录有Makefile可以直接编译,因此准备一个足够大的U盘,格式化为EXT4格式,将整个kernel文件夹都存进去,改名为OK3399文件夹,然后把U盘插到板子上,将U盘挂载出来:
1.mount /dev/sda /mnt
2.cd /mnt


然后是在板子上安装64位aarch编译工具,通常Ubuntu系统都会自带的:

apt install aarch64-linux-gnu-gcc


那么就可以直接在板上进行本地内核编译了:

1.make clean
2.make rockchip_linux_defconfig
3.make
-这里貌似是不能用-j2 -j4多线程编译的,效果跟单线程编译差不多
-编译时长1~2小时
-编译过程缺失了一些必要的软件库如openssl等,要安装上去
1.apt install libssl-dev
2.apt install libssl1.0.0= 1.0.2g-1ubuntu4.16
-/mnt/OK3399/scripts/gcc_wrapper.py文件对编译没有任何作用,但是里面有句关于utf8的语句会导致编译报错,这个文件完全可以删掉,或者把有关utf8的语句注释掉即可。
编译完毕之后内核目录/mnt/OK3399就可以给各种需要内核源码的驱动代码编译了,比如自己写的GPIO驱动,现成的USB网卡驱动,4G模块驱动等,我手头上有一个腾达网卡,主控是RTL8192EU,网上也有相应源码,解压缩之后内容是这样的:
修改Makefile文件:
-修改源码目录KSRC,指定为内核根目录 -修改驱动目录,即../drivers/net/wireless -指定架构ARCH=arm64 -指定交叉编译链aarch64-linux-gnu-gcc
编译:
1.cd /mnt/RTL8192EU
2.make clean
3.make
生成8192eu.ko文件可以直接安装: insmod 8192eu.ko
安装完毕之后ifconfig可以找到一个乱码的网卡:
我这边已经用nmcli来连接WIFI了,分配到了IP地址。
然后是LTE模块,是移远的EC20,miniPCIE接口,可以直接插到板子背面的miniPCIE卡座上:
移远模块虽然是miniPCIE接口,但实际上是走USB协议的,需要编译移远官方提供的USB驱动,并加入到内核中,
第一步是打开drivers/usb/serial/option.c文件,添加移远设备的VID:
#define QUECTEL_VENDOR_ID 0x2c7c

然后是EC20/EC25的公用产品ID 0x0125:

#define QUECTEL_PRODUCT_EC25 0x0125 
继续在此文件drivers/usb/serial/option.c文件中找到option_ids 数组,在此数组里面加入如下内容:
{ USB_DEVICE(0x2C7C, 0x0125) }, /* Quectel EC25 */ 


继续在此文件drivers/usb/serial/option.c文件中找到option_probe 函数,在此函数里面添加如下内容:

if (dev_desc->idVendor == cpu_to_le16(0x05c6) &&
     dev_desc->idProduct == cpu_to_le16(0x9003) &&
      iface_desc->bInte**ceNumber >= 4)
       return -ENODEV;
if (dev_desc->idVendor == cpu_to_le16(0x05c6) &&
      dev_desc->idProduct == cpu_to_le16(0x9215) &&
      iface_desc->bInte**ceNumber >= 4)
      return -ENODEV;
if (dev_desc->idVendor == cpu_to_le16(0x2c7c) &&
      iface_desc->bInte**ceNumber >= 4)
      return -ENODEV;
继续在此文件drivers/usb/serial/option.c 文件里面找到option_1port_device结构体变量,在里面加入休眠/唤醒函数:
static struct usb_serial_driver option_1port_device = {
     .driver = {
                         .owner = THIS_MODULE,
                          .name = "option1",
                 },
     .description = "GSM modem (1-port)",
      .id_table = option_ids,
      .num_ports = 1,
      .probe = option_probe,
      .open = usb_wwan_open,
      .close = usb_wwan_close,
      .dtr_rts = usb_wwan_dtr_rts,
     .write = usb_wwan_write,
     .write_room = usb_wwan_write_room,
     .chars_in_buffer = usb_wwan_chars_in_buffer,
     .tiocmget = usb_wwan_tiocmget,
     .tiocmset = usb_wwan_tiocmset,
     .ioctl = usb_wwan_ioctl,
     .attach = option_attach,
     .release = option_release,
     .port_probe = usb_wwan_port_probe,
     .port_remove = usb_wwan_port_remove,
    .read_int_callback = option_instat_callback,
  #ifdef CONFIG_PM
     .suspend = usb_wwan_suspend,
     .resume = usb_wwan_resume,
     .reset_resume = usb_wwan_resume,
     #endif
};
drivers/usb/serial/usb_wwan.c文件的usb_wwan_setup_urb函数添加:
static struct urb *usb_wwan_setup_urb(struct usb_serial_port *port,
int endpoint,
int dir, void *ctx, char *buf, int len,
void (*callback) (struct urb *))
{
       struct usb_serial *serial = port->serial;
       struct urb *urb;
      urb = usb_alloc_urb(0, GFP_KERNEL); /* No ISO */
   if (!urb)
      return NULL;
      usb_fill_bulk_urb(urb, serial->dev,
      usb_sndbulkpipe(serial->dev, endpoint) | dir,
      buf, len, callback, ctx);
   if (dir == USB_DIR_OUT) {
        struct usb_device_descriptor *desc = &serial->dev->descriptor;
   if (desc->idVendor == cpu_to_le16(0x05C6) && desc->idProduct == 
cpu_to_le16(0x9090))
       urb->transfer_flags |= URB_ZERO_PACKET;
    if (desc->idVendor == cpu_to_le16(0x05C6) && desc->idProduct == cpu_to_le16(0x9003))
          urb->transfer_flags |= URB_ZERO_PACKET;
    if (desc->idVendor == cpu_to_le16(0x05C6) && desc->idProduct == cpu_to_le16(0x9215))
          urb->transfer_flags |= URB_ZERO_PACKET;
   if (desc->idVendor == cpu_to_le16(0x2C7C))
        urb->transfer_flags |= URB_ZERO_PACKET;
     }
return urb;
}


这样编译生成的内核就支持EC20模块的USB通信部分了。然后就是要进入menuconfig菜单选项那里把USB网卡的配置打开,还有把Gobi上网选项打开即可,这样板子上电就能找到/dev/qcmi设备。
解决了两个网络模块的驱动,接下来可以弄一下较为简单一些的功能,比如驱动GPIO输出高低电平电灯以及驱动DHT11器件,直接对GPIO写入高低电平非常简单,但实际上我人生第一份接触驱动的代码并不是GPIO写入电平,而是比这复杂得多的DHT11驱动,既然DHT11的驱动都能读懂了,那驱动GPIO读写电平当然简单多了。对于GPIO写入电平的函数很简单,一共就3个gpio_request(),gpio_direction_output(),gpio_set_value(),读取则是gpio_request(),gpio_direction_input(),gpio_get_value(),然后对于每个/dev下的驱动文件,操作一共有四个,分别是open()——打开设备文件,read()——从设备中读取数据,wirte()——写入数据到设备,close()——关闭设备文件,其中读写都是以字节为单位进行,也就是传输若干字节(长度可自定义)的unsigned char[]数组类型。比如定义一个设备的文件操作结构体即fops,我们使用板上的GPIO2_A5接口即GPIO69:

static struct file_operations mygpio69_fops = {
           .owner = THIS_MODULE,
           .read = MYGPIO69_read,
           .write = MYGPIO69_write,
           .open = MYGPIO69_open,
           .release = MYGPIO69_close,
     };

与设备树的mygpio69节点对应:

static const struct of_device_id of_mygpio69_match[] =
{
     { .compatible = "mygpio69", },
       {},
};
要使用这个设备树节点,就要先在设备树OK3399.dts里面添加设备树节点:
重新烧录boot.img:
烧录完毕启动就可以在/proc/device-tree里面找到设备树节点,还可以用相同的办法添加一个名为dht11的节点,之后要用到:

添加节点之后就可以在驱动代码里面进行GPIO写电平操作了,复写MYGPIO69_write函数,超级简单:

static int mygpio69_gpio = 69;
//GPIO号
#define MYGPIO69_LOW gpio_set_value(mygpio69_gpio, 0)
#define MYGPIO69_HIGH gpio_set_value(mygpio69_gpio, 1)
static ssize_t MYGPIO69_write(struct file *file,const char __user *buf,
size_t nbytes, loff_t *ppos)
{
    if(buf[0]==1)
        MYGPIO69_HIGH;
    else if(buf[0]==0)
            MYGPIO69_LOW;
}
当然了,要正常调用这些函数操作GPIO,是要先初始化GPIO的:
if (gpio_request(mygpio69_gpio, "mygpio69_gpio"))
{
printk("gpio %d request failed!\n", mygpio69_gpio);
gpio_free(mygpio69_gpio);
return -ENODEV;
}
else
printk("gpio %d request success!\n", mygpio69_gpio);

make生成ko文件之后,就会在/dev目录下生成mygpio69设备文件,可以在应用层代码直接操作:

int main ()
{
    int fd ;
    unsigned char val[4],value;
    fd = open ( "/dev/mygpio69" , O_RDWR) ;
if ( fd == -1 )
{
    perror ( "open /dev/mygpio69 error\n" ) ;
    exit ( -1 ) ;
}
   printf ( "open /dev/mygpio69 successfully\n" ) ;
while (1)
{
    value=0;
    write(fd,&value,1);
    sleep(1);
   value=1;
        write(fd,&value,1);
        sleep(1);
   }
close ( fd ) ;
}
驱动DHT11单总线温湿度传感器的方式与内核驱动GPIO读写的方式基本无差异,都是通过对/dev目录下的设备文件进行write/read操作,不同的是DHT11的读取需要不断切换GPIO输入输出状态并不断做轮询,其运行层面是驱动层,对于系统来说,驱动层代码的实时性要求和读写优先级都要高于应用层代码,即要将更多的CPU任务时间片资源放到驱动层代码中,也就只有这样,才能对DHT11这种延时响应时间要求是微秒级的单总线器件进行正常读写。废话不多说放上DHT11的驱动源码,这份代码参考了一位开发驱动的朋友@jackeyt,修改了一些小地方:
static u8 DHT11_Read_Data(u16 *temp,u16 *humi)
{
      u8 buf[5];
      u8 i;
      DHT11_Rst();
    if(DHT11_Check()==0)
 {
    for(i=0;i<5;i++)//读取40位数据
 {
    buf[i]=DHT11_Read_Byte();
 }
     if((buf[0]+buf[1]+buf[2]+buf[3])==buf[4])
  {
     *humi=buf[0]<<8|buf[1];
      *temp=buf[2]<<8|buf[3];
       printk("buf=%d,%d,%d,%d,%d\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4]);
    }
  }else return 1;
   return 0;
}

static ssize_t DHT11_read(struct file *file, char __user *buf,
size_t nbytes, loff_t *ppos)
{
       printk("--------------%s--------------\n",__FUNCTION__);
       dht11_data Last_dht11_data;
        if(DHT11_Read_Data(&Last_dht11_data.temp,&Last_dht11_data.hum) == 0);//读取温湿度值
          {
   if (raw_copy_to_user(buf,&Last_dht11_data,sizeof(Last_dht11_data)) )
       {
             return EFAULT ;
         }
}
}


static struct file_operations dht11_fops = {
        .owner = THIS_MODULE,
          .read = DHT11_read,
          .open = DHT11_open,
          .release = DHT11_close,
};
static const struct of_device_id of_dht11_match[] = {
        { .compatible = "dht11", },
           {},
   };
MODULE_DEVICE_TABLE(of, of_dht11_match);
static struct platform_driver dht11_driver = {
      .probe = dht11_probe,
      .remove = dht11_remove,
      .shutdown = dht11_shutdown,
          .driver = {
         .name = "dht11_driver",
           .of_match_table = of_dht11_match,
                    },
};
编译生成dht11_drv.ko文件:
insmod dht11_drv.ko
插入ko驱动的时候,必须要检查上面的/proc/device-tree设备树列表那有没有正常生成dht11键值,如果没有的话插入会失败,并且无法在/dev下生成dht11字符设备。

做个简单的小实验看下DHT11能否正常读取温度:

typedef struct DHT11_SENSOR_DATA
{
      unsigned short temp;//温度
      unsigned short hum;//湿度
}dht11_data;
    int main ( void )
 {
       int fd ;
      int retval ;
        dht11_data Curdht11_data;
      fd = open ( "/dev/dht11" , O_RDONLY) ;
if ( fd == -1 )
{
    perror ( "open dht11 error\n" ) ;
    exit ( -1 ) ;
}
printf ( "open /dev/dht11 successfully\n" ) ;
       sleep ( 2 ) ;
        while ( 1 )
{
       sleep ( 1 ) ;
       retval = read ( fd , &Curdht11_data , sizeof(Curdht11_data) );
if ( retval == -1 )
{
       printf ( "read dht11 error" ) ;
       exit ( -1 ) ;
}
        if(Curdht11_data.temp != 0xffff)
           printf ( "Temperature:%d.%d C,Humidity:%d.%d %%RH\n",
          Curdht11_data.temp>>8,
          Curdht11_data.temp&0xff,
          Curdht11_data.hum>>8,
          Curdht11_data.hum&0xff ) ;
}
close ( fd ) ;
}


如图,读取DHT11数据正常。
生成DHT11的驱动之后我很想在QT工程里面试试看能不能正常驱动,下一帖试试看。