2019-2020-1 20175335 20175303 20175304 20275327 实验四 外设驱动程序设计
一.实验四外设驱动程序设计-1
学习资源中全课中的“hqyj.嵌入式Linux应用程序开发标准教程.pdf”中的第十一章
提交康奈尔笔记的照片（可以多张）
二.实验四外设驱动程序设计-2
在Ubuntu完成资源中全课中的“hqyj.嵌入式Linux应用程序开发标准教程.pdf”中的第十一章的test试验 提交编译，加载模块，卸载模块，测试运行的截图（要多张，全屏，体现学号信息）
实验代码：
虚拟设备的驱动程序：
//Makefile
ifeq ($(KERNELRELEASE),)
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
modules:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
modules_install:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
clean:
rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
.PHONY: modules modules_install clean
else
obj-m := test_drv.o
endif
驱动程序源代码：
//test_drv.c #include#include #include #include #include #include #include #include #include #define TEST_DEVICE_NAME "test_dev" #define BUFF_SZ 1024 /*全局变量*/ static struct cdev test_dev; unsigned int major =0; static char *data = NULL; /*读函数*/ static ssize_t test_read(struct file *file, char *buf, size_t count, loff_t *f_pos) { int len; if (count < 0 ) { return -EINVAL; } len = strlen(data); count = (len > count)?count:len; if (copy_to_user(buf, data, count)) { return -EFAULT; } return count; } /*写函数*/ static ssize_t test_write(struct file *file, const char *buffer, size_t count, loff_t *f_pos) { if(count < 0) { return -EINVAL; } memset(data, 0, BUFF_SZ); count = (BUFF_SZ > count)?count:BUFF_SZ; if (copy_from_user(data, buffer, count)) /* 将用户缓冲的数据复制到内核空间*/ { return -EFAULT; } return count; } /*打开函数*/ static int test_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk("This is open operation\n"); /* 分配并初始化缓冲区*/ data = (char*)kmalloc(sizeof(char) * BUFF_SZ, GFP_KERNEL); if (!data) { return -ENOMEM; } memset(data, 0, BUFF_SZ); return 0; } /*关闭函数*/ static int test_release(struct inode *inode,struct file *file) { printk("This is release operation\n"); if (data) { kfree(data); /* 释放缓冲区*/ data = NULL; /* 防止出现野指针*/ } return 0; } /* 创建、初始化字符设备，并且注册到系统*/ static void test_setup_cdev(struct cdev *dev, int minor, struct file_operations *fops) { int err, devno = MKDEV(major, minor); cdev_init(dev, fops); dev->owner = THIS_MODULE; dev->ops = fops; err = cdev_add (dev, devno, 1); if (err) { printk (KERN_NOTICE "Error %d adding test %d", err, minor); } } /* 虚拟设备的 file_operations 结构 */ static struct file_operations test_fops = { .owner = THIS_MODULE, .read = test_read, .write = test_write, .open = test_open, .release = test_release, }; /*模块注册入口*/ int init_module(void) { int result; dev_t dev = MKDEV(major, 0); if (major) { /* 静态注册一个设备，设备号先前指定好，并设定设备名，用cat /proc/devices 来查看 */ result = register_chrdev_region(dev, 1, TEST_DEVICE_NAME); } else { result = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, TEST_DEVICE_NAME); } if (result < 0) { printk(KERN_WARNING "Test device: unable to get major %d\n", major); return result; } test_setup_cdev(&test_dev, 0, &test_fops); printk("The major of the test device is %d\n", major); return 0; } /*卸载模块*/ void cleanup_module(void) { cdev_del(&test_dev); unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1); printk("Test device uninstalled\n"); }
加载模块脚本：
//test_drv_load
#!/bin/sh
# 驱动模块名称
module="test_drv"
# 设备名称。在/proc/devices 中出现
device="test_dev"
# 设备文件的输性
mode="664"
group="david"
# 删除已存在的设备节点
rm -f /dev/${device}
# 加载驱动模块
/sbin/insmod -f ./$module.ko $* || exit 1
# 查到设备的主设备号
major=`cat /proc/devices | awk "\\$2==\"$device\" {print \\$1}"`
# 创建设备文件节点
mknod /dev/${device} c $major 0
# 设置设备文件属性
chgrp $group /dev/${device}
chmod $mode /dev/${device}
卸载模块脚本：
//test_drv_unload
#!/bin/sh
module="test_drv"
device="test_dev"
# 卸载驱动模块
/sbin/rmmod $module $* || exit 1
# 删除设备文件
rm -f /dev/${device}
exit 0
测试代码：
//test.c #include#include #include #include #include #include #include #define TEST_DEVICE_FILENAME "/dev/test_dev" /* 设备文件名*/ #define BUFF_SZ 1024 /* 缓冲大小 */ int main() { int fd, nwrite, nread; char buff[BUFF_SZ]; /*缓冲区*/ /* 打开设备文件 */ fd = open(TEST_DEVICE_FILENAME, O_RDWR); if (fd < 0) { perror("open"); exit(1); } do { printf("Input some words to kernel:"); memset(buff, 0, BUFF_SZ); if (fgets(buff, BUFF_SZ, stdin) == NULL) { perror("fgets"); break; } buff[strlen(buff) - 1] = '\0'; if (write(fd, buff, strlen(buff)) < 0) /* 向设备写入数据 */ { perror("write"); break; } if (read(fd, buff, BUFF_SZ) < 0) /* 从设备读取数据 */ { perror("read"); break; } else { printf("The read string is from kernel:%s\n", buff); } }while(strncmp(buff, "quit", 4)); close(fd); exit(0); }
实验截图：
1.在虚拟设备驱动源码目录下编译驱动模块
先用su命令进入管理员模式，再输入密码，否则之后make编译操作权限不够。
之后make直接全部编译。
2.加载驱动模块test_drv_load
先用chmod +x test_drv_load命令为它赋予权限，之后./test_drv_load运行。
这时产生了加载过的驱动设备test_dev，进入目录cd /proc，再cat devices即可看到。
在目录/dev也能看到该设备cd /dev。
3.编译运行测试程序test.cgcc test.c -o test./test
4.卸载驱动程序
先加权限chmod +x test_drv_unload，再运行卸载程序./test_drv_unload
三.实验遇到的问题及解决办法：
问题1：makefile时出现遗漏分隔符错误提示。
问题1解决方法：makefile文件中任何命令之前都必须有一个Tab缩进。(参照学长的博客)
问题2：卸载驱动程序时发现进程忙。
解决2：重启虚拟机后即可解决，即用cat devices查看进程，发现进程已卸载。