入职Linux驱动工程师后，我才知道的真相…

大家好，我是Vincent。

做Linux驱动工程师也有一段时间了，今天分享一下我曾经入职才知道的一些事情，算是一个菜鸟的经历吧！

起初学习Linux驱动，是从最简单的一个.c文件开始。

在.c中实现module_init和module_exit这两个函数，然后在module_init的函数里加个printk，输出个hello world。

把.c编译成.ko，然后insmod加载驱动，看到有打印，就算成功了。

到了后来，我接触到设备树，加载dtb和.ko驱动，看到有打印，又成功了。心想，设备树应该就是这样吧。

直到有一天，工作中遇到一个uboot没打印问题，主管问我：你设备树编进uboot了吗？

我懵了：把...把Linux的设备树编进uboot里？这能用？

主管：不是啊，uboot自己的设备树啊。

曾经我一度以为设备树是Linux的东西，别的程序没有，另外当时对uboot了解很浅，只简单用过几个命令。

直到那天，我才明白，所有的程序都可以有自己的设备树，不仅仅是uboot和linux，只要它实现了设备树这一套机制就可以。包括Linux的那一套Kconfig机制，在其他的一些开源项目中也在广泛应用。

编译一个程序在开发板上跑，通常我们都是用厂商提供交叉编译工具链。但我们自己换一个工具链，可能编译出的程序在开发板上就跑不了。

由于工作需要，有段时间我需要自己弄一个工具链，曾经就遇到了各种错误：xxx command not found、GLIBC 2.34 VESION not found等等。

另外，我们平时用的像arm-linux-gcc这种工具链名称都是简写，除了架构和运行平台，看不出其他的区别。

其实，不同的工具链除了架构和运行平台上的区别，主要还有C库、gcc版本的区别。

交叉工具链在制作的时候，可以选择具体的C标准库，glibc、uclibc或者musl等等，如果这个工具链的C标准库是glibc的，那么用这个工具链编译出来的程序，就不能在uclibc或者musl这些非glibc库的文件系统下运行，否则就会报command not found错误，明明有这个可执行文件，却说找不到，让你百思不得其解。

交叉工具链所使用的gcc版本影响也很大，因为不同的gcc版本所对应的C库版本不一样。例如，用gcc10的工具链做的glibc文件系统，里面C库版本只支持到2.30，这时用一个gcc12的工具链编译一个程序在该文件系统上运行，就会提示glibc版本找不到的错误。

就像上面说的，工具链和文件系统的关系是很大的。

虽然是做驱动开发，但文件系统的一些东西也是要知道的。

曾经刚入职的时候，要把一个.ko驱动在系统启动完成前就加载，这时才知道原来可以把命令放到/etc/init.d/rcS里

作为驱动工程师，可以不用把文件系统了解的太深，但起码要知道inittab、rcS、passwd和shadow这几个文件的作用，还有就是前面说的C库。

rcS是文件系统启动时要执行的一些命令，inittab、passwd和shadow主要是修改系统登录时的用户名和密码，包括设置免密登录等等。

通常把文件系统提供给客户前，都会把用户名改为root，密码改为自己公司的名字，这时就会用到这几个文件。

驱动怎么编进内核

一开始，我知道Linux内核源码中每个目录下都有一个Makefile，我以为改个Makefile就行了。

但一运行，驱动没生效。后来才知道，原来还要修改Kconfig。

把驱动编进内核，其实正确的做法应该是通过menconfig菜单能够配置这个驱动是否编译，即修改Kconfig。

Makefile和Kconfig都修改了，驱动还是没生效？

这时就要看.o文件是否编译出来了，如果编译出来了。进一步看这个驱动的初始化级别，看是module_init、arch_initcall还是其他的级别。

然后加打印，把内核initcall的等级打印出来，看内核是否已经跑了该等级的初始化。如果已经跑到了，再把该等级的initcall执行函数的地址打印出来，然后反汇编vmlinux，看是否已经执行了新加驱动的probe函数。

基本上，通过以上过程的分析，就能够定位到为题所在。

手动修改defconfig配置引发的问题

编译内核时，通常都会用厂商提供的一个默认配置文件，例如make xxx_defconfig。

但是，如果我们想这个配置文件中加一个自己的宏，例如CONFIG_XXX=y，然后在代码中判断#ifdef CONFIG_XXX，你会发现并没有生效，并且原来写的CONFIG_XXX=y也没了。

这是很多新手改defconfig都会遇到的问题，其实是没有搞懂如何正确修改defconfig文件。

在defconfig中定义了CONFIG_XXX=y后，还要在Kconfig文件中添加一个config XXX的配置才会生效。

另外，如何某个配置选项存在依赖关系，但依赖的配置选项没打开，也会出现这种不生效的情况。

所以，还是建议通过menconfig菜单进行配置，除非真的弄清楚了这些关系，才能去手动修改defconfig。

源码阅读/跟踪问题

虽然有一些比较有用的内核调试技巧，但真正常用的，还是加打印跟踪，其它调试技巧归根到底还是辅助性的，很多情况下还是靠加打印分析问题。

在跟踪源码，解决一些问题的时候，也要注意一些技巧。

曾经在解决一个内核自解压的问题时，加打印跟了很久，甚至跟踪到解压缩算法，但其实像这种算法性、协议性的东西，尽量少去怀疑它的错误，就是不用花太多时间去跟踪这些协议算法是怎么实现的，而是跟踪一些函数传参过程，关注是否正确使用、是否正确传参问题，因为最终解决问题可能只是一个很简单的操作。

需要学会多少个驱动才行？

初级的驱动工程师，只需要会一些简单的驱动，例如一些简单的时钟、定时器、led这些驱动。

但如果往上进阶，就需要会更多的驱动，例如USB、网卡这些复杂的，这些驱动的前提是你得懂时钟、复位、dma等这些驱动，因为会用上这些驱动的接口，所以要求会高一点。

当你能够掌握一个比较复杂的驱动，这其中自然就会涉及到其他的一些基础驱动，自然会的更多，这往往对应的是高级工程师。

所以，会多少驱动，这其实是一个进阶的过程。没有说一定要会多少个，但随着工作经验的增长，自身所掌握的驱动也会越来越多，承担的责任也越大。

工作职责问题

如前面所说，虽然叫Linux驱动工程师，但工作绝不仅仅是写Linux的驱动。

准确的说，应该叫底层开发工程师。因为除了Linux驱动，uboot、文件系统、系统移植都是要弄的。

我由于部门的特殊性，还需要做一些芯片流片前的验证，就经常需要看一些汇编代码，反汇编程序，通过仿真出来波形进行分析。流片回来后，还需要bringup。

所以，只要是底层相关的工作，多少都会涉及的，只不过可能有些企业会分得比较细，把系统层和驱动层分开。