20165204 20165216 20165220 实验四 外设驱动程序设计
实验小组成员：20165204 20165216 20165220
实验目的
- 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
- 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
实验一：
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
实验二：
实验要求：
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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
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提交编译，加载模块，卸载模块，测试运行的截图
编写代码
/* test_drv.c */ #include <linux/module.h> #include <linux/init.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/slab.h> #include <linux/types.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/cdev.h> #include <asm/uaccess.h> #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)) /* 将内核缓冲的数据拷贝到用户空间*/ { 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"); }
Makefile
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
加载脚本：
#!/bin/sh # 驱 动模块名称 module="test_drv" # 设备名称。在/proc/devices中出现 device="test_dev" # 设备文件的属性 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 # 查到创建设备的主设备号 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：
#!/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 <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #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); }
运行截图：
sudo ./test_drv_unload- 编译test.c文件得到test文件
- 运行test
