2019-2020-1 20175210 20175211 20175219 实验四 外设驱动程序设计

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实验内容

(1)学习资源

  • 实验要求
    • 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)
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(2)test实验

  • 实验要求
    • 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)
  • 实验步骤
    • 将下列实验代码保存进目标文件夹

    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

    test.c

    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    #define TEST_DEVICE_FILENAME "/dev/stdout"
    #define BUFF_SZ 1024
    
    int main()
    {
        int fd,nwrite,nread;
        char buff[BUFF_SZ];
    
        fd = open(TEST_DEVICE_FILENAME, O_RDWR);
        if(fd<0)
        {
            perror("open");
            exit(1);
        }
    
        do 
        {
            printf("Input some words to kernel(enter 'quit' to exit):");
            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)
            {
                perror("write");
                break;
            }
            if(read(fd,buff,BUFF_SZ) < 0)
            {
                perror("read");
                break;
            }
            else
            {
                printf("The read string is from kernel:%s\n",buff);
            }
        } while(strncmp(buff,"quit",4));
        close(fd);
        exit(0);
    }     

    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)) /* ?内核??的数????用户??*/
        {
            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");
    }
    • make clean;make
    • 给脚本增加执行权限
      chmod 777 test_drv_load
      chmod 777 test_drv_unload

    • 管理员权限运行脚本
    • 查看驱动程序编号cat /proc/devices
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    • 编译运行测试程序
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    • 卸载驱动程序

实验中遇到的问题

运行时报错找不到文件

一直没有解决,后来跟着同学将代码中文件路径改成/dev/stdout可以成功运行,但是没有根本上解决。

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