對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)最通俗的解釋就是“驅(qū)使硬件設(shè)備行動(dòng)”。設(shè)備驅(qū)動(dòng)與底層硬件直接打交道，按照硬件設(shè)備的具體工作方式讀寫設(shè)備寄存器，完成設(shè)備的輪詢、中斷處理、DMA 通信，進(jìn)行物理內(nèi)存向虛擬內(nèi)存的映射，最終使通信設(shè)備能夠收發(fā)數(shù)據(jù)，使顯示設(shè)備能夠顯示文字和畫面，使存儲(chǔ)設(shè)備能夠記錄文件和數(shù)據(jù)。設(shè)備驅(qū)動(dòng)充當(dāng)了硬件和應(yīng)用軟件之間的紐帶，它使得應(yīng)用軟件只需要調(diào)用系統(tǒng)軟件的應(yīng)用編程接口（API）就可讓硬件去完成要求的工作。

在系統(tǒng)中沒有操作系統(tǒng)的情況下，工程師可以根據(jù)硬件設(shè)備的特點(diǎn)自行定義接口，如對(duì)串口定義SerialSend()、SerialRecv()；對(duì)LED 定義LightOn()、LightOff()；以及對(duì)Flash 定義FlashWrite()、FlashRead()等。而在有操作系統(tǒng)的情況下，設(shè)備驅(qū)動(dòng)的架構(gòu)則由相應(yīng)的操作系統(tǒng)定義，驅(qū)動(dòng)工程師必須按照相應(yīng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，這樣，設(shè)備驅(qū)動(dòng)才能良好地整合到操作系統(tǒng)的內(nèi)核中。

下面是一位嵌入式驅(qū)動(dòng)工程師關(guān)于驅(qū)動(dòng)設(shè)備的調(diào)試和移植的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

做linux底層軟件工作也有兩年了，算上研究生時(shí)期對(duì)底層軟件的研究，加起來也快四年了。慢慢地發(fā)現(xiàn)有必要總結(jié)一些一般性的方法了。因?yàn)橐话阈缘姆椒ㄓ泻暧^上的指導(dǎo)意義，以后調(diào)試和移植驅(qū)動(dòng)時(shí)，經(jīng)常性地回味這些一般性的方法可以防止自己犯同樣的錯(cuò)誤，進(jìn)而少走彎路，以最高的效率完成工作。

當(dāng)談到底層軟件，我們一般都會(huì)想到bootloader、BSP、device driver、linux kernel等等。這里將會(huì)著重介紹linux device driver調(diào)試的一般性方法。

注意，這里說的一般方法不是固定套路，也就是說你不用把它當(dāng)做教科書來讀。你只需要根據(jù)具體情況靈活的選用其中某些步驟即可。

一般情況下，進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)的調(diào)試之前，你必須具備以下條件：

1.設(shè)備驅(qū)動(dòng)的代碼和應(yīng)用層測(cè)試軟件（或者代碼）。因?yàn)槟阕鲵?qū)動(dòng)的最終目的還是要給上層應(yīng)用去操作的。所以，一個(gè)針對(duì)驅(qū)動(dòng)的測(cè)試應(yīng)用程序是必須的。這里的應(yīng)用層測(cè)試軟件一般都是供應(yīng)商提供的，或者系統(tǒng)現(xiàn)有的可以用的應(yīng)用，如果沒有就必須自己寫了。

2.你要調(diào)試的設(shè)備對(duì)應(yīng)的datasheet、規(guī)格書和相關(guān)資料。盡可能地去搞到詳盡的芯片相關(guān)資料和相關(guān)說明，因?yàn)檫@些都是你隨后調(diào)試驅(qū)動(dòng)的指引。

3.開發(fā)板的原理圖和貼片圖。

（1）如果是飛線過來的模塊，而且你又不確定硬件工程師的操作是完全正確的，是不是每條線都接的是對(duì)的，這時(shí)候你就必須搞到貼片圖和原理圖，然后和板子上的飛線一條一條線的核對(duì)一遍。如果準(zhǔn)確無誤，那你就開工。

（2）當(dāng)你們的硬件工程師沒有給你提供硬件板子的引腳具體在板子上的哪個(gè)位置的說明時(shí)，你就必須搞到貼片圖。

（3）此外，經(jīng)常貼片圖有助于提高一個(gè)驅(qū)動(dòng)工程師的硬件素養(yǎng)。

萬用表和示波器是必備的，其次，根據(jù)需要，你可能會(huì)用到頻譜分析儀和邏輯分析儀。OK!當(dāng)你拿到這些資料后，你就可以大刀闊斧地進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)試了。一般的，設(shè)備驅(qū)動(dòng)的調(diào)試都會(huì)經(jīng)歷如下幾個(gè)步驟。

一、把設(shè)備驅(qū)動(dòng)的代碼添加進(jìn)kernel

這一點(diǎn)要注意了，不同的方案提供商給出的添加方法是不同的。例如，對(duì)于Mediatek方案提供商，添加設(shè)備驅(qū)動(dòng)的方法就和一般化的不一樣，因?yàn)镸ediatek的體系架構(gòu)不同于像telechips、Qualcomm等這樣的kernel傳統(tǒng)架構(gòu)。所以，對(duì)于像Mediatek這樣的特殊供應(yīng)商，你必須遵循其提供的一套添加驅(qū)動(dòng)的流程（mtk支持比較好，一般會(huì)提供sop）。傳統(tǒng)架構(gòu)的話，就很簡(jiǎn)單了，一般都會(huì)涉及到一下幾步：

• 新建設(shè)備驅(qū)動(dòng)目錄

• 添加頭文件

• 創(chuàng)建當(dāng)前目錄的Makefile

• 創(chuàng)建上層目錄的Makefile

• 在上層目錄添加Kconfig選項(xiàng)

• 在板文件添加對(duì)應(yīng)項(xiàng)

• 如果不想每次都用menuconfig配置，就在kernel/arch/arm/configs/XXX_defconfig里面添加編譯項(xiàng)

具體的實(shí)例我之類就不寫了，google一下一大把，這篇文章也不會(huì)涉及到過多的細(xì)節(jié)問題。

二、使得添加進(jìn)去的設(shè)備驅(qū)動(dòng)可以編譯通過

設(shè)備驅(qū)動(dòng)添加進(jìn)來之后，一般的，都需要你添加、刪除、修改一些內(nèi)容，才能保證其編譯通過。如果是調(diào)試，這里可能改動(dòng)不大，因?yàn)轵?qū)動(dòng)文件一般是由芯片原廠提供的，他們已經(jīng)修改的基本可以編譯通過了。但如果是移植，在這里花費(fèi)的精力一般是比較大的，這會(huì)在后文中的附加說明里面提及到。

三、 檢查設(shè)備驅(qū)動(dòng)是否正常初始化

進(jìn)行到這一步，你需要檢查設(shè)備驅(qū)動(dòng)是否可以順利初始化，這個(gè)很簡(jiǎn)單，你只需要在設(shè)備驅(qū)動(dòng)的probe函數(shù)或者init函數(shù)里面添加一條打印信息即可在串口觀察是否有打印，如果沒有打印，說明驅(qū)動(dòng)根本就沒有得到初始化。此時(shí)，你應(yīng)該趕緊跑過去問和你合作的硬件工程師：“hi，我這塊板子，那個(gè)XXX芯片是否貼上了？”，或者問他們：“這些飛線是不是都連接的OK了？”。 問這些問題都是很有必要的，因?yàn)楹苡锌赡苡布蠜]有準(zhǔn)備好，或者硬件連線本來就有問題。所以，為了避免浪費(fèi)時(shí)間，你還是主動(dòng)去問下他們。

其次，如果芯片確實(shí)貼上了，而且硬件連線都接對(duì)了（后來你不放心，自己也核對(duì)了一遍），這時(shí)候問題就在你嘍。馬上檢查設(shè)備驅(qū)動(dòng)的添加是否有什么問題，是否是板文件沒有修改好，是否驅(qū)動(dòng)本身就沒有注冊(cè)好等等。

如果驅(qū)動(dòng)得到了正常的初始化，這時(shí)候你開始檢查該設(shè)備驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的應(yīng)用程序是否可以正常使用（或者自己寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)的測(cè)試應(yīng)用程序）。如果可以正常使用，那你太幸運(yùn)了，這說明芯片原廠為你考慮的很周到，你可以節(jié)省N多時(shí)間干別的事兒了。

但遺憾的是，往往事情不會(huì)這么順利，當(dāng)你檢查應(yīng)用程序的時(shí)候，你發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序沒有做出應(yīng)有的反應(yīng)——例如當(dāng)你辛苦把camera的驅(qū)動(dòng)添加到kernel而且順利初始化之后，你興奮地進(jìn)入系統(tǒng)打開camera發(fā)現(xiàn)：黑屏！你郁悶了，但是郁悶不能解決問題，這時(shí)候真正的所謂設(shè)備驅(qū)動(dòng)的“調(diào)”和“試”才來了。趕緊去找一個(gè)萬用表和一個(gè)示波器吧。

四、 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的“調(diào)”和“試”

所謂“調(diào)”，就是你依據(jù)設(shè)備芯片datasheet、主控datasheet、相關(guān)的規(guī)格書等資料，以及觀察與測(cè)量的結(jié)果，不斷地對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng) code進(jìn)行添加、刪除和修改。

所謂“試”，就是你在添加、刪除和修改的同時(shí)要不斷地：

• 通過串口對(duì)反饋信息進(jìn)行觀察。

• 通過萬用表對(duì)各電源引腳電壓進(jìn)行測(cè)量。

• 通過示波器對(duì)芯片的時(shí)鐘（輸入的和輸出的）頻率（包括測(cè)量晶振）、數(shù)據(jù)信號(hào)的波形、某種總線信號(hào)的波形，等各個(gè)引腳進(jìn)行測(cè)量。

• 觀察設(shè)備的上電時(shí)序，數(shù)據(jù)交互時(shí)序等等是否正常（參考datasheet）。

• 通過測(cè)試應(yīng)用程序?qū)︱?qū)動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，并反復(fù)觀察設(shè)備驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行狀態(tài)。

測(cè)試不光是測(cè)試員的事情，你必須保證自己調(diào)試的驅(qū)動(dòng)可以運(yùn)行穩(wěn)定才可以提交代碼，發(fā)給測(cè)試員進(jìn)行大量測(cè)試。測(cè)試自己調(diào)試的設(shè)備驅(qū)動(dòng)有以下幾種：

（1）利用系統(tǒng)里面現(xiàn)有的應(yīng)用程序進(jìn)行測(cè)試

這個(gè)是最直接的測(cè)試，也省去了你自己編寫測(cè)試程序的時(shí)間。

（2）自己編寫linux應(yīng)用程序來測(cè)試驅(qū)動(dòng)

如果你對(duì)系統(tǒng)現(xiàn)有的應(yīng)用程序不放心，或者不滿意，就自己編寫測(cè)試驅(qū)動(dòng)吧。

（3） 利用proc或者sys文件系統(tǒng)的讀和寫函數(shù)

如果你在設(shè)備驅(qū)動(dòng)里面添加了proc或者sys文件系統(tǒng)的讀和寫函數(shù)，你就可以在命令行通過cat或者echo命令來對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試。

注：以上測(cè)試方法是我習(xí)慣用的，除了這些，還是有其他一些測(cè)試方法我沒有列舉出來，感興趣的話可以google一下。

此外，應(yīng)該養(yǎng)成一個(gè)好習(xí)慣，那就是在測(cè)量各個(gè)引腳的同時(shí)，你最好創(chuàng)建一份excel表格，把各個(gè)引腳的電壓、波形等情況記錄下來，目的是在N多次修改之間作比較，也更有備忘的作用。

這里的“調(diào)”和“試”的過程是最耗時(shí)的，也是設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)試的最關(guān)鍵的步驟，所以你應(yīng)該非常有耐心的走好這一步。還應(yīng)該注意的是，設(shè)備驅(qū)動(dòng)的調(diào)試不光是你一個(gè)人的事情，有時(shí)候你悶頭苦干一個(gè)星期都不一定能搞定。所以，進(jìn)行調(diào)試的同時(shí)，必須有一個(gè)硬件工程師配合你，因?yàn)轵?qū)動(dòng)不能正常運(yùn)行也很有可能是硬件的設(shè)計(jì)紕漏導(dǎo)致的。此外，不要閉門造車，畢竟你在一個(gè)大的開發(fā)團(tuán)隊(duì)里面，你需要及時(shí)和同事進(jìn)行有效的交流，避免走彎路。最后，如果還是存在問題，你就得邀請(qǐng)芯片原廠的FAE過來嘍。

補(bǔ)充說明

要進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)的移植，一般的，你必須具備以下條件：

1.和當(dāng)前設(shè)備芯片相近的或者相類似的芯片的現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)代碼

舉個(gè)例子來講吧。例如，你現(xiàn)在要移植一份驅(qū)動(dòng)到g-sensor（BMA250E）上，你現(xiàn)在就應(yīng)該盡可能地去找到和芯片BMA250E相近的芯片所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)代碼。這時(shí)候，你高興的發(fā)現(xiàn)，咦？！手頭上還有一份BMA250的代碼,太幸運(yùn)了。此時(shí)你就可以基于BMA250的代碼來做移植。但有時(shí)候并沒有這么幸運(yùn)，那怎么辦呢？這時(shí)候你完全可以去找其他類型的g-sensor啊，假如你手頭上并沒有BMA250的代碼，但是你有一份ADXL345的代碼，那當(dāng)然也是可以的，你完全可以基于ADXL345的代碼來做移植。至于為什么要選擇與當(dāng)前設(shè)備芯片相近的芯片所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)代碼，原因就四個(gè)字“提高效率”。

2.當(dāng)前芯片的詳細(xì)datasheet，以及芯片的相關(guān)說明

3.開發(fā)板的原理圖

如果有pads版本的原理圖和貼片圖，那是最好的了，方便以后測(cè)量引腳的各項(xiàng)參數(shù)。

4.萬用表和示波器

這是調(diào)試、移植、開發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)必不可少的設(shè)備。

具備了以上幾個(gè)條件之后，接著走上文所講的第一個(gè)和第二個(gè)步驟，尤其在第二個(gè)步驟，你可能得費(fèi)好大力氣來針對(duì)你當(dāng)前的開發(fā)板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)文件的修改。修改一般都包括IO配置、中斷的設(shè)置、總線的配置（例如I2C、SPI、SDIO等）、寄存器的配置、甚至驅(qū)動(dòng)代碼的框架都得修改。等你這一步做好了，接著進(jìn)行上文談到的第三步，然后一步一步往下走完即可。

用一句話概括一下驅(qū)動(dòng)移植吧。驅(qū)動(dòng)的移植實(shí)際上就是：“通過添加、刪除和修改，使現(xiàn)有的一份芯片相近的驅(qū)動(dòng)代碼可以在目標(biāo)芯片和目標(biāo)板上跑起來并且跑的很穩(wěn)定！”