NanoPi Neo Core底层开发

一、编译下载镜像

各个部分编译后的文件都在对应的文件夹中，如编译friendlycore-xenial_4.14_armhf系统，对应的各个镜像就都在friendlycore-xenial_4.14_armhf文件夹中

最后生成的img文件会在out文件夹中

1. 编译

1.1编译uboot

1	UBOOT_SRC=../UBOOT/u-boot-sunxi-v2017.x ./build-uboot.sh friendlywrt_4.14_armhf

1.2编译Linux内核

1	KERNEL_SRC=../LINUX/linux-sunxi-4.14.y ./build-kernel.sh friendlycore-xenial_4.14_armhf

编译内核时会自动编译设备树，如果想重新单独编译设备树，则有：

单独编译设备树

make distclean
touch .scmversion
make ARCH=arm sunxi_defconfig
make dtbs ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- -j8

反编译设备树

1	./scripts/dtc/dtc -I dtb -O dts -o ../sun8i-h3-nanopi-neo-core.dts ./arch/arm/boot/dts/sun8i-h3-nanopi-neo-core.dtb

1.3编译根文件系统

1 2	echo hello > friendlycore-xenial_4.14_armhf/rootfs/root/welcome.txt ./build-rootfs-img.sh friendlycore-xenial_4.14_armhf/rootfs friendlycore-xenial_4.14_armhf

2. 下载

2.1生成img镜像

生成SD卡的img镜像

1	sudo ./mk-sd-image.sh friendlycore-xenial_4.14_armhf [h3-sd-friendlycore.img(镜像名字，默认按照时间命名)]

烧录img镜像到SD卡

1	sudo dd if=out/h3-sd-friendlycore.img bs=1M of=/dev/sdX

2.2直接烧录

1	sudo ./fusing.sh /dev/sdX friendlycore-xenial_4.14_armhf

3.分区情况

分区名字	文件系统	起始地址	长度	镜像名字	内容
boot0	raw	0x2000	0x17FE000(24M-8k)	u-boot-sunxi-with-spl.bin	uboot
boot	fat	0x1800000	0x2800000(40M)	boot.img	kernel(zImage)+dtb
rootfs	ext4	0x4000000	0x48400000(1156M)	rootfs.img	根文件系统
userdata	ext4	0x4c400000	0x0	userdata.img

3.1自己创建img镜像文件

dd if=/dev/zero of=镜像文件 bs=1024 count=0 seek=镜像大小#单位：k，uboot+kernel(zImage)+dtb+rootfs=1220M，脚本中默认(7800*1000*1000)/1024

#sfdisk ： 查看分区信息
#将MBR扇区签名写入到镜像
sfdisk -u S -L -q 镜像文件 2>/dev/null << EOF
2048,,0x0C,-
EOF

# 找到一个loop设备
losetup -f
# 将镜像文件虚拟成块设备
sudo losetup 找到的loop设备 镜像文件#eg: losetup /dev/loop1 floppy.img

# 利用友善之臂的工具sd_update，将分区表同目录下的uboot.bin、boot.img、rootfs.img、userdata.img拷贝到loop设备中并生成img镜像
sudo ./tools/sd_update -d 找到的loop设备 -p ./friendlycore-xenial_4.14_armhf/partmap.txt(分区表)
# 读取 找到的loop设备 分区信息
sudo partprobe 找到的loop设备 -s 2>/dev/null
# 调整文件系统的大小，这里是p3，意为第三个分区，即userdata分区
sudo resize2fs -f 找到的loop设备p3;

# 卸载loop设备
sudo losetup -d 找到的loop设备

例子：

dd if=/dev/zero of=out/busyboxflash.img bs=1024 count=0 seek=1331200#1331200k -> 1300M ==> 留给userdata 80M，修改partmap.txt中userdata大小为0x500 0000
# 实测貌似最少需要8G才能用ubuntucore文件系统


#sfdisk ： 查看分区信息
#将MBR扇区签名写入到镜像
sfdisk -u S -L -q out/busyboxflash.img 2>/dev/null << EOF
2048,,0x0C,-
EOF

# 找到一个loop设备
losetup -f
# 将镜像文件虚拟成块设备
sudo losetup /dev/loop17 out/busyboxflash.img
# 利用友善之臂的工具sd_update，将分区表同目录下的uboot.bin、boot.img、rootfs.img、userdata.img拷贝到loop设备中并生成img镜像
sudo ./tools/sd_update -d /dev/loop17 -p ./friendlycore-xenial_4.14_armhf/partmap.txt(分区表)
# 读取/dev/loop17分区信息
sudo partprobe /dev/loop17 -s 2>/dev/null
# 调整文件系统的大小，这里是p3，意为第三个分区，即userdata分区
sudo resize2fs -f /dev/loop17p3;

# 卸载loop设备
sudo losetup -d /dev/loop17

dd命令详解

dd：用指定大小的块拷贝一个文件，并在拷贝的同时进行指定的转换。

if=文件名：输入文件名，缺省为标准输入。即指定源文件。<if=inputfile>
of=文件名：输出文件名，缺省为标准输出。即指定目的文件。< of=output file >
ibs=bytes：一次读入bytes个字节，即指定一个块大小为bytes个字节。
obs=bytes：一次输出bytes个字节，即指定一个块大小为bytes个字节。
bs=bytes：同时设置读入/输出的块大小为bytes个字节。
cbs=bytes：一次转换bytes个字节，即指定转换缓冲区大小。
skip=blocks：从输入文件开头跳过blocks个块后再开始复制。
seek=blocks：从输出文件开头跳过blocks个块后再开始复制。
（注意：通常只用当输出文件是磁盘或磁带时才有效，即备份到磁盘或磁带时才有效。
count=blocks：仅拷贝blocks个块，块大小等于ibs指定的字节数。
conv=conversion：用指定的参数转换文件。
- ascii：转换ebcdic为ascii
- ebcdic：转换ascii为ebcdic
- ibm：转换ascii为alternateebcdic
- block：把每一行转换为长度为cbs，不足部分用空格填充
- unblock：使每一行的长度都为cbs，不足部分用空格填充
- lcase：把大写字符转换为小写字符
- ucase：把小写字符转换为大写字符
- swab：交换输入的每对字节
- noerror：出错时不停止
- notrunc：不截短输出文件
- sync：将每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空（NUL）字符补齐。

/dev/null和/dev/zero的区别

/dev/null，外号叫无底洞，你可以向它输出任何数据，它通吃，并且不会撑着！
/dev/zero，是一个输入设备，你可你用它来初始化文件。该设备无穷尽地提供0，可以使用任何你需要的数目——设备提供的要多的多。他可以用于向设备或文件写入字符串0。

二、开发环境搭建

使用官方提供ubuntucore文件系统

切换成root用户：

su root

普通用户：

1 2	用户名: pi 密码: pi

Root用户：

1 2	用户名: root 密码: fa

可能会遇到无法切换的行为，此时可以修改默认登录账号为root：

cd /etc/systemd/system/serial-getty@ttyS0.service.d/
vi autologin.conf
修改前：
[Service]
ExecStart=
ExecStart=-/sbin/agetty --autologin pi --keep-baud 115200,38400,9600 %I $TERM
修改后：
[Service]
ExecStart=
ExecStart=-/sbin/agetty --autologin root --keep-baud 115200,38400,9600 %I $TERM

更新软件包

1	apt-get update

自己制作根文件系统

详见另一篇博客——《构造根文件系统》

# 拷贝lib库
sudo cp ../Toolchain/4.9.3/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/lib/*so* ./lib/ -d
sudo cp ../Toolchain/4.9.3/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/lib/*.a ./lib/ -d

# 拷贝lib库
sudo cp ../Toolchain/4.9.3/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/sys-root/usr/lib/*so* ./usr/lib/ -d
sudo cp ../Toolchain/4.9.3/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/sys-root/usr/lib/*.a ./usr/lib/ -d

# 查看lib文件大小
du ./lib/ ./usr/lib/ -sh

etc/init.d/rcS文件：

#!/bin/sh

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/lib:/usr/lib
export PATH LD_LIBRARY_PATH runlevel

mount -a
mkdir /dev/pts
mount -t devpts devpts /dev/pts

echo /sbin/mdev > /proc/sys/kernel/hotplug
mdev -s

chmod 777 rcS

etc/fstab文件：

#device mount-point     type    options         dump    pass
proc    /proc           proc    defaults        0       0
tmpfs   /tmp            tmpfs   defaults        0       0
sysfs   /sys            sysfs   defaults        0       0
tmpfs   /dev            tmpfs   defaults        0       0

etc/inittab文件：

#etc/inittab
::sysinit:/etc/init.d/rcS
console::askfirst:-/bin/sh
::restart:/sbin/init
::ctrlaltdel:/sbin/reboot
::shutdown:/bin/umount -a -r
::shutdown:/sbin/swapoff -a

打包成img镜像

# 获得待打包成img镜像的rootfs文件夹大小
du -s -B 1 friendlycore-xenial_4.14_armhf/rootfs | cut -f1
# 利用友善之臂提供的工具make_ext4fs制作临时的ext4格式文件系统
./tools/make_ext4fs  -s -l 最大镜像大小 -a root -L rootfs /dev/null 待打包成img镜像的rootfs文件夹 > tempfile
# 获得镜像大小
cat tempfile | grep "Suggest size:" | cut -f2 -d ':' | awk '{gsub(/^\s+|\s+$/, "");print}'
# 注意：获得待打包成img镜像的rootfs文件夹大小 < 获得镜像大小

# 真正制作ext4格式文件系统
./tools/make_ext4fs  -s -l 刚刚获得的镜像大小 -a root -L rootfs 镜像文件.img 待打包成img镜像的rootfs文件夹

上述这一系列操作已经被友善之臂写入脚本build-rootfs-img.sh中，具体调用方面为：

1	./build-rootfs-img rootfs文件夹所在目录生成img的镜像文件所在的目录

eg：
./build-rootfs-img.sh friendlycore-xenial_4.14_armhf/rootfs friendlycore-xenial_4.14_armhf
或
./build-rootfs-img.sh ~/nfs_root ~/nfs_root

**注：**重新配置文件系统后后，需要重新运行友善之臂的脚本build-kernel.sh编译一次内核，该脚本会将内核中的模块安装至该文件系统镜像中

自己做的rootfs平台，build-kernel.sh中需要注释一个平台检测的代码块，同时在./tools/update_kernel_bin_to_img.sh脚本中第122行需要将echo "IMG_SIZE=${IMG_SIZE}" > ${OUT}/${TARGET_OS}_rootfs-img.info改为echo "IMG_SIZE=${IMG_SIZE}"

1	KERNEL_SRC=../LINUX/linux-sunxi-4.14.y ./build-kernel-others.sh 放rootfs.img和放生成的boot.img的文件夹

参考前文，下载img镜像方法如下：

dd if=/dev/zero of=out/busyboxflash.img bs=1024 count=0 seek=133120#133120k -> 130M 删除partmap.txt中userdata分区

#sfdisk ： 查看分区信息
#将MBR扇区签名写入到镜像
sfdisk -u S -L -q out/busyboxflash.img 2>/dev/null << EOF
2048,,0x0C,-
EOF

# 找到一个loop设备
losetup -f
# 将镜像文件虚拟成块设备
sudo losetup /dev/loop17 out/busyboxflash.img
# 利用友善之臂的工具sd_update，将分区表同目录下的uboot.bin、boot.img、rootfs.img、userdata.img拷贝到loop设备中并生成img镜像
sudo ./tools/sd_update -d /dev/loop17 -p ./busybox_rootfs/partmap_no_userdata.txt
# 读取/dev/loop17分区信息
sudo partprobe /dev/loop17 -s 2>/dev/null

# 卸载loop设备
sudo losetup -d /dev/loop17

经测试，没有重新编译内核会导致内核启动失败，错误信息：

U-Boot SPL 2017.11 (Oct 12 2019 - 17:03:15)
DRAM: 512 MiB(408MHz)
CPU Freq: 408MHz
memory test: 1
Pattern 55aa  Writing...Reading...OK
Trying to boot from MMC1
Boot device: sd


U-Boot 2017.11 (Oct 12 2019 - 17:03:15 +0800) Allwinner Technology

CPU:   Allwinner H3 (SUN8I 1680)
Model: FriendlyElec NanoPi H3
DRAM:  512 MiB
CPU Freq: 1008MHz
MMC:   SUNXI SD/MMC: 0, SUNXI SD/MMC: 1
*** Warning - bad CRC, using default environment

In:    serial
Out:   serial
Err:   serial
Net:   No ethernet found.
BOARD: nanopi-neo-core
starting USB...
No controllers found
Hit any key to stop autoboot:  0 
** Unrecognized filesystem type **
## Executing script at 43100000
Wrong image format for "source" command
=>

根据日志分析貌似是在43100000地址处找不到脚本，但是这个地址是在rootfs中的。。。。。。

不会搞了，留个坑以后来填。。。。。。

三、驱动编写

暂时采用官方镜像，镜像名字为nanopi-neo-core_sd_friendlycore-xenial_4.14_armhf_20190823.img，该镜像中采用的rootfs为UbuntuCore 18.04

写在前面

内核版本查看方法

1 2	cat /proc/version uname -a

挂载pc上文件系统

1
2
3

mount -t nfs -o nolock 192.168.2.101:/home/null/Code/NanoPi_NEO_Core/nfs /mnt

mount -t nfs -o nolock 192.168.2.101:/home/null/nfs_root /mnt

挂载报错尝试安装nfs-common

报错：

mount: wrong fs type, bad option, bad superblock on 192.168.2.101:/home/null/nfs_root,
       missing codepage or helper program, or other error
       (for several filesystems (e.g. nfs, cifs) you might
       need a /sbin/mount.<type> helper program)

       In some cases useful info is found in syslog - try
       dmesg | tail or so.

安装nfs-common：

1	sudo apt-get install nfs-common

pc端检查是否配置成功（自己挂接自己）（绝对路径）

sudo mount -t nfs -o nolock localhost://home/null/Code/NanoPi_NEO_Core/nfs /mnt/nfs#挂接
sudo mount -t nfs -o nolock localhost://home/null/nfs_root /mnt/nfs_root#挂接
ls -l /mnt/nfs#检查
ls -l /mnt/nfs_root#检查
sudo umount /mnt/nfs#卸载
sudo umount /mnt/nfs_root#卸载

一键挂载脚本

#!/bin/bash
if [ $(id -u) -ne 0 ]; then
	echo "Re-running script under sudo..."
	sudo "$0" "$@"
	exit
fi
mount -t nfs -o nolock 192.168.2.101:/home/null/Code/NanoPi_NEO_Core/nfs /mnt
echo "mount -> /mnt"

记得chmod +x

卸载脚本

#!/bin/bash
if [ $(id -u) -ne 0 ]; then
	echo "Re-running script under sudo..."
	sudo "$0" "$@"
	exit
fi
umount /mnt
echo "umount /mnt OK"

记得chmod +x

更换源

参考： http://mirrors.ustc.edu.cn/help/ubuntu-ports.html

修改 /etc/apt/sources.list 文件中镜像源服务器地址 http://ports.ubuntu.com/ 为 http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic main restricted universe multiverse
#deb http://ports.ubuntu.com/ bionic main restricted universe multiverse
# deb-src http://ports.ubuntu.com/ xenial main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic-security main restricted universe multiverse
#deb http://ports.ubuntu.com/ bionic-security main restricted universe multiverse
# deb-src http://ports.ubuntu.com/ xenial-security main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic-updates main restricted universe multiverse
#deb http://ports.ubuntu.com/ bionic-updates main restricted universe multiverse
# deb-src http://ports.ubuntu.com/ xenial-updates main restricted universe multiverse

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ bionic-backports main restricted universe multiverse
#deb http://ports.ubuntu.com/ bionic-backports main restricted universe multiverse
# deb-src http://ports.ubuntu.com/ xenial-backports main restricted universe multiverse

更新源：

1	sudo apt update

1.按键驱动程序

1.1修改设备树

编译设备树

1	make dtbs ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- -j8

查看系统中是否存在对应节点

ls /proc/device-tree/

cat /proc/device-tree/key/compatible

# 注意：hexdump查看的是dtb文件原始数据，其中的数据是按照大字节序排放的（低地址放高位）
hexdump /proc/device-tree/key/key-gpio
busybox hexdump /proc/device-tree/key/key-gpio

设备树中的GPIO节点

假设PA6和PA7上接入两个LED，通过编写一个GPIO的驱动程序来控制LED的亮灭，在设备树文件sun8i-h3-nanopi-m1.dts的根节点增加一个myleds子节点：

myleds {       
	compatible = "usr,myleds";         
	led-gpios = <&pio 0  7  GPIO_ACTIVE_HIGH>,<&pio 0  6  GPIO_ACTIVE_HIGH>;/* 0表示PA组的io口, 因h3里第0组的io口就是以PA开始命名的 */          
};

节点中的led-gpios属性，引用了pinctrl信息，sunxi-h3-h5.dtsi中有关于该控制器的描述，

pio: pinctrl@01c20800 {
    /* compatible is in per SoC .dtsi file */
    reg = <0x01c20800 0x400>;
    interrupts = <GIC_SPI 11 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
    <GIC_SPI 17 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&ccu CLK_BUS_PIO>, <&osc24M>, <&osc32k>;
    clock-names = "apb", "hosc", "losc";
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <3>;
    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <3>;
    ......
};

myleds子节点描述了两个GPIO信息，具有多个gpio口信息的属性值: <&gpio控制器节点名具体gpio口的标识符>,<&gpio控制器节点名具体gpio口的标识符> …;具体gpio口的标识符是由多个数字组成, 数字的个数由所用的gpio控制器节点里的#gpio-cells属性值指定.。全志H3 共有七组GPIO ，也即七个bank，分别为PA (PA0-21),PC(PC0-16) PD (PD0-17), PE(PE0-15),PF(PF0-6) PG(PG0-13) ,PL(PL0-PL11),在内核中PA-PG是一个pinctrl控制器，而PL是另一个pinctrl控制器。

由#gpio-cells = <3>可以推出GPIO属性需要用3个u32的数据描述，第一个参数代表该GPIO位于哪个bank，第二个参数代表该bank下的序号，第三个参数代表默认电平，myleds节点下的GPIO_ACTIVE_HIGH这个宏就定义于include/dt-bindings/gpio/gpio.h

1.2编写驱动

1.2.1检查注册的驱动

驱动安装好后，会在/dev/目录下创建同名目录
或者通过cat /proc/devices命令查看多出来的驱动

1.2.2gpiolib及gpio操作

经典接口

gpio_request:驱动中要想使用某一个gpio，就必须先调用gpio_request接口来向内核申请，得到允许后才可以去使用这个gpio
gpio_free: 对应gpio_request，用来释放申请后用完了的gpio
gpiochip_is_requested: 接口用来判断某一个gpio是否已经被申请了
gpio_direction_input/gpio_direction_output: 接口用来设置GPIO为输入/输出模式（不推荐直接设置寄存器）

一般来说，gpio的资源申请和释放操作应该放在驱动模块的加载与卸载函数内

gpio_request的第一个参数是需要申请的gpio号。第二个参数是我们给该gpio起个名字

申请完了之后对这个gpio进行模式设置，我们这里用gpio_direction_output 设置成输出模式，并且默认输出1让led灭

新接口

devm_gpio_request_one：自带初始化电平功能，并且会在模块卸载时自动释放gpio，十分简便

读写gpio

gpio_get_value：读gpio
gpio_set_value：写gpio

控制台中查看当前gpio占用情况的方法

内核中提供了虚拟文件系统debugfs，里面有一个gpio文件，提供了gpio的使用信息

使用 mount -t debugfs debugfs /tmp 把debugfs挂接到/tmp下，再重新进入/tmp后就能看到一个名为gpio的文件
cat /tmp/gpio即可得到gpio的所有信息，使用完后umount /tmp卸载掉debugfs

1.3调试

printk

查看printk输出的日志：

通过dmesg和 more、tail、less、grep的结合查看日志

#输出全部信息
dmesg
#输出前20行
dmesg | head -20
#输出后20行
dmesg | tail -20
#输出包含usb的信息（-i：忽略大小写）
dmesg | grep -i usb
#清空dmesg环形缓冲区中的日志
dmesg -c

或者直接设置日志的输出的等级：
1
2
3
echo $level > /proc/sys/kernel/printk#默认为4 4 1 7
#如：
echo 8 4 1 7 > /proc/sys/kernel/printk#所有级别日志均可打印输出
/proc/sys/kernel/printk中对应的四个数分别对应于：
- ①控制台日志级别：优先级高于该值的消息将被打印至控制台。
- ②缺省的消息日志级别：将用该值来打印没有优先级的消息。
- ③最低的控制台日志级别：控制台日志级别可能被设置的最小值。
- ④缺省的控制台：控制台日志级别的缺省值。
日志缓冲区的每一行文本开头具有级别标记, 级别值越小则优先级越高.

系统定义了8个消息级别, 级别号从0到7分别为：
- 致命级(KERN_EMESG),
- 警戒级(KERN_ALERT),
- 临界级(KERN_CRIT),
- 错误级(KERN_ERR),
- 告警级(KERN_WARN),
- 注意级(KERN_NOTICE),
- 通知级(KERN_INFO),
- 调试级(KERN_DEBUG).

后台运行

&

当在前台运行某个作业时，终端被该作业占据；可以在命令后面加上& 实现后台运行。例如：sh test.sh &

当成功地提交进程以后，就会显示出一个进程号，可以用它来监控该进程，或杀死它。(ps -ef | grep 进程号 或者 kill -9 进程号）
nohup

使用&命令后，作业被提交到后台运行，当前控制台没有被占用，但是一但把当前控制台关掉(退出帐户时)，作业就会停止运行。nohup命令可以在你退出帐户之后继续运行相应的进程。nohup就是不挂起的意思( no hang up)。该命令的一般形式为：
1
nohup command &
如果使用nohup命令提交作业，那么在缺省情况下该作业的所有输出都被重定向到一个名为nohup.out的文件中，除非另外指定了输出文件：
1
nohup command > myout.file 2>&1 &
使用了nohup之后，很多人就这样不管了，其实这样有可能在当前账户非正常退出或者结束的时候，命令还是自己结束了。所以在使用nohup命令后台运行命令之后，需要使用exit正常退出当前账户，这样才能保证命令一直在后台运行。
ctrl + z

可以将一个正在前台执行的命令放到后台，并且处于暂停状态。
jobs
查看当前有多少在后台运行的命令。
jobs -l选项可显示所有任务的PID，jobs的状态可以是running, stopped, Terminated。但是如果任务被终止了（kill），shell 从当前的shell环境已知的列表中删除任务的进程标识。

2.内核定时器

3.中断

上半部和下半部

软中断

软中断必须在编译的时候静态注册
- open_sotfirq：打开软中断
- raise_sotfirq：触发软中断
tasklet：利用软中断来实现的另一种下半部机制，在软中断和tasklet之间建议选tasklet
- tasklet_init：初始化tasklet_struct结构体，或直接使用宏DECLARE_TASKLET定义＋初始化
- tasklet_schedule：一般在上半部中调用，使要调度的tasklet在合适的时候运行
工作队列：在进程上下文执行，允许睡眠或重新调度（下半部可以睡眠就可以交给工作队列），要执行的工作会交给一个内核工作者线程去执行
- 宏INIT_WORK：初始化工作
- 宏DECLARE_WORK：定义+初始化工作
- schedule_work：类似tasklet_schedule，调度传入的工作

3.1修改设备树

参考内核绑定信息：Documentation/devicetree/bindings/arm/gic.txt

对于一般的ARM处理器来说，#interrupt-cells=<3>对应的三个cell分别为：

中断类型
- 0：SPI中断
- 1：PPI中断
中断号
- SPI：0~987
- PPI：0~15
标志
- bit[3:0]：中断触发类型
  - 1：上升沿
  - 2：下降沿
  - 4：高电平
  - 8：低电平
- bit[15:8]：PPI中断的CPU掩码

编译设备树

1	make dtbs ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- -j8

查看系统中是否存在对应节点

ls /proc/device-tree/

cat /proc/device-tree/key/compatible

# 注意：hexdump查看的是dtb文件原始数据，其中的数据是按照大字节序排放的（低地址放高位）
hexdump /proc/device-tree/key/interrupts
busybox hexdump /proc/device-tree/key/interrupts

设备树中的中断节点

interrupt-parent = <&pio>;//属于pio中断控制器
interrupts = <0 7 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>;
- 第一个参数：第几个GPIO（这里是GPIOA）
- 第二个参数：第几个外部中断
- 第三个参数：触发沿

3.2编写驱动

3.3调试

中断注册成功后可以通过以下命令来查看是否注册到系统中：

1	cat /proc/interrupts

4.input子系统

4.1修改设备树

如果需要使用内核自带的gpio_keys.c驱动，可以参考内核中Documentation/devicetree/bindings/input/gpio-keys.txt，需要设备树中的节点满足以下要求：

节点名字为“gpio-keys”
gpio-keys节点的compatible属性必须为“gpio-keys”
所有的按键都是gpio-keys的子节点，并可以使用如下属性描述自己：
- gpios：按键连接的gpio信息
- interrupts：按键使用的中断信息（可选）
- lable：按键名字
- linux,code：要模拟的按键值

如果要支持连按的话需要加入autorepeat属性

例子：

gpio_keys {
    compatible = "gpio-keys";
    autorepeat;//支持连按
    k1 {
        label = "k1";//按键名称
        linux,code = <KEY_POWER>;//要模拟的按键值
        gpios = <&pio 0 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;//按键连接的gpio信息
        interrupts = <0 7 IRQ_TYPE_EDGE_BOTH>;//中断信息 PA7 --> EINT7
    };
};

4.2编写驱动

Linux中已经实现了input输入子系统框架，因此无需再次注册设备，系统中input框架中的所有设备的主设备号均为13

input设备结构体input_dev
- evbit成员：输入事件类型，可选事件见下文
- keybit成员：按键值
- relbit成员：相对坐标
- absbit成员：绝对坐标
- …

设置input_dev结构体中成员的方法：

__set_bit
BIT_MASK宏
input_set_capability：仅仅设置keybit成员

input_dev的相关事件

EV_SYN：同步
EV_KEY：按键
EV_REL：相对坐标
EV_ABS：绝对坐标
EV_MSC：杂项（其他）
EV_SW：开关
EV_LED：LED
EV_SND：声音（sound）
EV_REP：重复事件
EV_FF：压力
EV_PWR：电源
EV_FF_STATUS：压力状态

4.3调试

input设备注册成功后可以通过以下命令来查看是否注册到系统中：

1	ls /dev/input/ -l

通过以下命令查看是否有效：

1	busybox hexdump /dev/input/event1

5.IIC框架驱动

5.1设备树

clock-frequency属性：iic总线的速度（默认100000，即100k）
status：是否使能该总线
- okay
- disabled
iic设备节点需要写到iic总线节点中，作为总线节点的子节点
总线节点需要利用pinctrl-names = "default";和pinctrl-0指定iic引脚（已经设置好）
iic控制器节点compatible属性必须为allwinner,sun6i-a31-i2c或allwinner,sun4i-a10-i2c，这里在sunxi-h3-h5.dtsi中已经设置好，无需再次设置

设备树修改成功后可以通过以下命令来查看是否注册到系统中：

1
2
3

#查看设备节点，该目录下放着所有的i2c设备
#节点是以i2c地址结尾的文件夹
ls /sys/bus/i2c/devices/

5.2驱动

基本数据结构

IIC总线结构体i2c_bus_type
- match函数：驱动和设备匹配是调用该函数来决定是否匹配
IIC适配器（控制器）驱动结构体i2c_adapter
- algo：总线访问算法成员
  - master_xfer：IIC适配器的传输函数
  - smbus_xfer：SMBUS总线传输函数
IIC设备结构体i2c_client
- addr：芯片地址，存在低7位
- name：名字
- adapter：对应的IIC适配器
- dev：设备结构体
- irq：中断
IIC设备驱动结构体i2c_driver
- probe函数：IIC设备和驱动匹配后调用，初始化用
- remove函数：同理，卸载用
- id_table：传统方式匹配ID列表
- driver：
  - owner：所有者，一般为宏THIS_MODULE
  - name：名字
  - of_match_table：设备树匹配列表
IIC发送数据结构体i2c_msg
- addr：从机地址
- flags：标志
- len：消息长度
- buf：消息数据

5.3调试

i2c-tools工具

得益于ubuntucore，直接运行sudo apt install i2c-tools安装i2c-tools工具

查询i2c总线sudo i2cdetect -l
检测i2c地址sudo i2cdetect -r -y 0（最后的0为i2c-0总线）

6.SPI框架驱动

6.1设备树

spi-max-frequency属性：spi总线的最大速度（默认100000，即100k）
status：是否使能该总线
- okay
- disabled
spi设备节点需要写到spi总线节点中，作为总线节点的子节点
通过cs-gpios属性指定CS引脚
spi设备节点中reg和节点@后的数字均为该设备所使用的spi通道（一般0即可）
总线节点需要利用pinctrl-names = "default";和pinctrl-0指定spi引脚（已经设置好）
spi控制器节点compatible属性必须为allwinner,sun8i-h3-spi或allwinner,sun6i-a31-spi，这里在sunxi-h3-h5.dtsi中已经设置好，无需再次设置

设备树修改成功后可以通过以下命令来查看是否注册到系统中：

1
2
3

#查看设备节点，该目录下放着所有的i2c设备
#节点是以i2c地址结尾的文件夹
ls /sys/bus/spi/devices/

6.2驱动

基本数据结构

SPI总线结构体spi_bus_type
- match函数：驱动和设备匹配是调用该函数来决定是否匹配
SPI主机驱动结构体spi_master
- transfer函数：控制器数据传输函数
- transfer_one_message函数：控制器数据传输函数，一次发一个spi_message包
SPI设备驱动结构体spi_driver
- probe函数：SPI设备和驱动匹配后调用，初始化用
- remove函数：同理，卸载用
- id_table：传统方式匹配ID列表
- driver：
  - owner：所有者，一般为宏THIS_MODULE
  - name：名字
  - of_match_table：设备树匹配列表
SPI传输信息结构体spi_transfer
- tx_buf：发送数据
- rx_buf：接收数据
- len：数据长度
SPI消息结构体spi_message，由spi_transfer组成
- complete函数：异步传输完成时调用

NanoPi Neo Core底层开发

一、编译下载镜像

1. 编译

1.1编译uboot

1.2编译Linux内核

单独编译设备树

反编译设备树

1.3编译根文件系统

2. 下载

2.1生成img镜像

生成SD卡的img镜像

烧录img镜像到SD卡

2.2直接烧录

3.分区情况

3.1自己创建img镜像文件

dd命令详解

/dev/null和/dev/zero的区别

二、开发环境搭建

使用官方提供ubuntucore文件系统

自己制作根文件系统

打包成img镜像

三、驱动编写

写在前面

内核版本查看方法

挂载pc上文件系统

一键挂载脚本

卸载脚本

更换源

1.按键驱动程序

1.1修改设备树

编译设备树

查看系统中是否存在对应节点

设备树中的GPIO节点

1.2编写驱动

1.2.1检查注册的驱动

1.2.2gpiolib及gpio操作

经典接口

新接口

读写gpio

控制台中查看当前gpio占用情况的方法

1.3调试

printk

后台运行

2.内核定时器

3.中断

上半部和下半部

3.1修改设备树

相关函数

编译设备树

查看系统中是否存在对应节点

设备树中的中断节点

3.2编写驱动

3.3调试

4.input子系统

4.1修改设备树

4.2编写驱动

相关函数

input_dev的相关事件

4.3调试

5.IIC框架驱动

5.1设备树

5.2驱动

基本数据结构

相关函数

5.3调试

i2c-tools工具

6.SPI框架驱动

6.1设备树

6.2驱动

基本数据结构

相关函数

6.3调试