2019-2020-2 20175224_20175236_20175325 实验四 外设驱动程序设计
目录
一、任务一
二、任务二
三、实验过程中遇到的问题及解决
四、实验感想
一、任务一
(一)要求
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
2、提交康奈尔笔记的照片
(二)结果
二、任务二
(一)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)
(二)实验步骤:
1、编写代码
/* 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)) /* ?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"); }
2、编译代码
- 通过make运行makefile以实现test_drv.c代码的编译
ifeq ($(KERNELRELEASE),) KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build /*内核代码编译路径*/ 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 /* 将生成的模块为 test_drv.ko*/ endif
3、驱动模块加载和卸载
- 加载脚本
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
4、运行test.c
测试代码对驱动程序进行测试
/* test.c */ #include#include #include <string.h> #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(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) /* 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); }
(三)运行结果
- 在虚拟设备驱动源码目录下编译并加载驱动模块。
$ make clean;make
$ ./test_drv_load
- 编译并运行测试程序
$ gcc –o test test.c
$ ./test
- 卸载驱动程序
$ ./test_drv_unload
三、实验过程中遇到的问题及解决
-
问题1:Cannot use CONFIG_STACK_VALIDATION=y, please install libelf-de
-
问题2解决方案:将
test_drv.c
中的copy_from_user
语句改成raw_copy_from_user
,编译成功
四、实验感想
- 本次实验学习了初步学习了嵌入式Linux设备驱动的开发。
- 使用了康奈尔笔记,在线索/疑问以及总结方面得到更好锻炼。