实验四外设驱动程序设计报告

北京电子科技学院（BESTI）

实     验    报     告

课程：深入理解计算机系统           班级： 1352 

姓名：莫凡 潘俊洋

学号：20135225 20135230

成绩：             指导教师：娄嘉鹏    实验日期：2015/11/24

实验密级：         预习程度：          实验时间：3:30~6:00

仪器组次：          必修/选修：必修    实验序号：4

实验名称：          外设驱动程序设计                                                                                                   

实验目的：   

1.掌握实时系统应用和驱动程序的编写
2.选择某个接口电路

                                                    

                                                           

 

实验仪器：

名称	型号	数量
实验箱	UP-NETARM2410嵌入式	1
PC	WinXP	1

 

实验内容、步骤与体会：

 

 

实验内容：

1.导入并编译驱动模块及测试代码

 

2.测试驱动程序

 

代码分析

将驱动映射为标准接口

• static struct file_operations demo_fops = {…}完成了将驱动函数映射为
  标准接口。

驱动向内核注册

• devfs_registe（）和 register_chrdev（）函数完成将驱动向内核注册。

Open方法

• Open 方法提供给驱动程序初始化设备的能力，从而为以后的设备操作做好准备，此外open操作一般还会递增使用计数，用以防止文件关闭前模块被卸载出内核。

  - 递增使用计数
  - 检查特定设备错误。
  - 如果设备是首次打开，则对其进行初始化。
  - 识别次设备号，如有必要修改 f_op 指针。
  - 分配并填写 filp->private_data 中的数据。

Release 方法

• 与 open 方法相反，release 方法应完成如下功能：

  - 释放由 open 分配的 filp->private_data 中的所有内容
  - 在最后一次关闭操作时关闭设备
  - 使用计数减一

Read 和 和 Write 方法

ssize_t demo_write(struct file *filp,const char * buffer, size_t count,loff_t *ppos)
ssize_t demo_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos)

• read 方法完成将数据从内核拷贝到应用程序空间，write 方法相反，将数据从应用程
  序空间拷贝到内核。对于者两个方法，参数 filp 是文件指针，count 是请求传输数据的长
  度，buffer 是用户空间的数据缓冲区，ppos 是文件中进行操作的偏移量，类型为 64 位数。

• 由于用户空间和内核空间的内存映射方式完全不同，所以不能使用象 memcpy 之类的函数，
  必须使用如下函数：

  unsigned long copy_to_user (void *to,const void *from,unsigned long count);
  unsigned long copy_from_user(void *to,const void *from,unsigned long count);

ioctl方法

• ioctl 方法主要用于对设备进行读写之外的其他控制，比如配置设备、进入或退出某种
  操作模式，这些操作一般都无法通过 read/write 文件操作来完成。

编写中断处理函数的注意事项：

• 中断处理程序与普通C代码没有太大不同，不同的是中断处理程序在中断期间运行，它有如下限制：

  不能向用户空间发送或接受数据
  不能执行有睡眠操作的函数
  不能调用调度函数

使用/proc文件系统

• /proc 文件系统是由程序创建的文件系统，内核利用它向外输出信息。/proc 目录下的
  每一个文件都被绑定到一个内核函数，这个函数在此文件被读取时，动态地生成文件的内
  容。
• 大多数情况下 proc 目录下的文件是只读的。使用/proc 的模块必须包 含
  <linux/proc_fs.h>头文件

遇到的问题及解决：

1.编译时失败

解决：在/usr/src下没有建立一个Linux连接，可以使用

[root@zxt 01_demo]# cd /usr/src/

[root@zxt src]# ln -sf linux-2.4.20-8 linux

[root@zxt src]# ls

debug linux linux-2.4 linux-2.4.20-8 redhat

ln指令的用法是连接，使用格式是ln [options] source dist，这里我们用到的sf参数的含义是：

-f：链接时先将与dist同档名的档案删除

-s：进行软链接。（软链接，又称符号链接，这个文件包含了另一个文件的路径名，特点是可以链接不同文件系统的文件，甚至可以链接不存在的文件。）