如何利用树莓派进行Linux开发？探索无限可能！

树莓派（Raspberry Pi）是一款小巧且功能强大的单板计算机，基于Linux内核开发，广泛应用于嵌入式系统、物联网设备和教育领域，下面将详细介绍树莓派Linux开发的相关内容：

驱动认知

1、为什么要学习写驱动：

树莓派的开发通常使用厂家提供的wiringPi库，使得硬件操作变得简单，但未来开发中可能不局限于树莓派，而标准C库是通用的，学会编写驱动可以利用Linux内核源码、芯片手册和电路图进行开发。

2、文件名与设备号：

Linux系统中，一切皆文件，设备管理与文件系统紧密结合，在/dev目录下可以看到各种设备文件，如鼠标、键盘、屏幕等，每个设备对应一个驱动，通过文件名和设备号来区分不同硬件，设备号分为主设备号和次设备号，前者用于区分设备类型，后者用于区分同种类型的多个设备。

3、open函数打通上层到底层硬件的详细过程：

用户空间调用open函数时，会产生一个软中断（中断号0x80），进入内核空间调用sys_call，sys_call进一步调用sys_open，根据设备名和设备号找到相关驱动函数并执行。

基于框架编写驱动代码

1、编写上层应用代码：

上层应用代码与访问普通文件类似，通过open和write函数操作设备，一个简单的open和write操作可以控制GPIO引脚电平。

2、修改内核驱动框架代码：

内核驱动框架包含基本的语句和结构，如file_operations声明、module_init和module_exit声明等。

3、部分代码解读：

static的作用、结构体成员变量赋值方式、结构体file_operations的使用等都是编写驱动时需要理解的重要内容。

4、手动生成设备：

在框架基础上添加寄存器定义、配置寄存器地址、进行功能配置等步骤，以实现对硬件的控制。

驱动代码编译和测试

1、驱动框架的模块编译并发送至树莓派：

修改Makefile文件，添加生成.o命令，进行模块编译生成.ko文件，并将文件发送至树莓派。

2、上层代码交叉编译发送至树莓派：

使用交叉编译工具对上层代码进行编译，并将生成的文件发送至树莓派。

3、树莓派装载驱动并运行：

树莓派装载驱动后，运行上层代码，并通过增加访问权限确保程序正常运行，使用demsg指令查看内核打印信息以确认执行成功。

三种地址介绍

1、总线地址：用于标识设备在总线上的位置。

2、物理地址：设备在内存中的实际地址。

3、虚拟地址：操作系统为进程分配的地址空间中的地址，MMU（内存管理单元）负责将虚拟地址转换为物理地址。

IO口驱动编程实战

1、芯片手册导读：

了解General Purpose I/O (GPIO)板块的配置方法，包括引脚功能配置、输出高低电平等。

2、寄存器地址配置：

在原来框架的基础上添加寄存器的定义，配置寄存器的地址，并进行功能配置。

3、寄存器功能配置：

在pin4_open函数中配置pin4为输出引脚，在pin4_write函数中配置pin4输出高低电平。

4、解除虚拟地址映射：

退出程序卸载驱动时，使用iounmap函数解除映射。

5、完整代码：

包括内核驱动框架和上层应用程序的完整代码示例。

6、交叉编译并发送至树莓派：

卸载之前的pin4驱动，删除相关文件，然后进行交叉编译并发送至树莓派。

7、树莓派装载驱动并运行上层应用文件：

装载驱动后运行上层应用文件，检查驱动是否成功运行。

简单了解DMA：直接存储器访问技术，提高数据传输效率。

md5sum检查文件一致性：使用md5sum命令检查两个文件是否完全一致。

遗留问题

在树莓派Linux开发过程中，可能会遇到各种问题，如驱动加载失败、设备无法识别等，这些问题需要通过调试和查阅相关资料来解决。

树莓派Linux开发涉及驱动认知、框架编写、代码编译和测试、地址理解以及IO口驱动编程等多个方面，通过实践操作和不断学习，可以掌握树莓派Linux开发的技能，并开发出符合需求的嵌入式系统和智能硬件产品。

小伙伴们，上文介绍树莓派 linux开发的内容，你了解清楚吗？希望对你有所帮助，任何问题可以给我留言，让我们下期再见吧。