鲸鱼的抽屉  

2017-2018-1 20155312 实验四 外设驱动程序设计

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

实验步骤

1.阅读hqyj.嵌入式Linux应用程序开发标准教程.pdf中的十一章,记录学习笔记,如下图所示:

2.在VMware虚拟机中创建文件夹

3.根据书第十一章最后关于字符设备的test实验中代码,将test_drv.c,test.c,Makefile,test_drv_load,test_drv_unload文件敲入,保存在文件夹内。[注]:敲入书中代码时要多检查,避免错误。

test_drv.c代码如下所示:



/* 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



static struct cdev test_dev;

unsigned int major =0;

static char *data = NULL;



/*º¯ÊýÉùÃ÷*/

static ssize_t test_read(struct file *file, char *buf, size_t count, loff_t *f_pos);

static ssize_t test_write(struct file *file,const char *buffer, size_t count,loff_t *f_pos);

static int test_open(struct inode *inode, struct file *file);

static int test_release(struct inode *inode,struct file *file);



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;

}



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))

	{

		return -EFAULT;

	}

	return count;

}



static int test_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

	printk("This is open operation\n");

	data = (char*)kmalloc(sizeof(char) * BUFF_SZ, GFP_KERNEL);

	if (!data)

	{

		return -ENOMEM;

	}

	memset(data, 0, BUFF_SZ);

	return 0;

}



static int test_release(struct inode *inode,struct file *file)

{

	printk("This is release operation\n");

	if (data)

	{

		kfree(data);

		data = NULL;

	}

	return 0;

}



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);

	}

}


static struct file_operations test_fops = 

{

	.owner	 = THIS_MODULE,

	.read	 = test_read,

	.write	 = test_write,

	.open	 = test_open,

	.release = test_release,

};



int init_module(void)

{

	int result;

	dev_t dev = MKDEV(major, 0);



	if (major)

	{

		result = register_chrdev_region(dev, 1, TEST_DEVICE_NAME);

	}

	else 

	{

		result = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, TEST_DEVICE_NAME);

		major = MAJOR(dev);

	}



	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;

}

void cleanup_module(void) 

{

	cdev_del(&test_dev);

	unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);

	printk("Test device uninstalled\n");

}

test.c代码如下:



/* 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"

#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);

}

Makefile内容如下:

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_drv_load脚本内容如下:

#!/bin/sh
module="test_drv"
device="test_dev"
mode="664"
group="david"


# remove stale nodes
rm -f /dev/${device} 

# invoke insmod with all arguments we got
# and use a pathname, as newer modutils don't look in . by default
/sbin/insmod -f ./$module.ko $* || exit 1

major=`cat /proc/devices | awk "\\$2==\"$device\" {print \\$1}"`

mknod /dev/${device} c $major 0

# give appropriate group/permissions
chgrp $group /dev/${device}
chmod $mode  /dev/${device}

test_drv_unload脚本内容如下:

#!/bin/sh
module="test_drv"
device="test_dev"

# invoke rmmod with all arguments we got
/sbin/rmmod $module $* || exit 1

# remove nodes
rm -f /dev/${device}

exit 0

4.加载模块

  • 先给脚本文件增加可执行权限:chmod +x ./test_drv_load
  • 再以管理员身份运行加载脚本:sudo ./test_drv_load
  • 加载成功

5. 编译运行test.c

  • 编译:gcc -o test test.c
  • 运行:./test
  • 根据提示输入学号信息

6. 卸载模块

  • 先给脚本文件增加可执行权限:chmod +x ./test_drv_unload
  • 再以管理员身份运行加载脚本:sudo ./test_drv_unload

实验中的问题及解决过程

  • 问题1:运行脚本时“open: Permission denied”
  • 解决:chmod +x ...(脚本名字)
  • sudo ./被增添了可执行权限的脚本名字
  • 问题2:卸载驱动时提示:
    “ERROR: Removing 'test_drv': Device or resource busy”
  • 解决:原因:自己系统目前的gcc版本与 内核的GCC 版本不符合导致的。
    由于之前=编译其他代码 将gcc连接改为4.4的版本的,但是我的ubuntu12.04内核gcc是 4.6的。
    • ls -al /usr/bin/gcc查看 gcc版本
    • cat /proc/version 查看系统信息,包含内核的GCC版本信息
  • 步骤:
    • 1.sudo mv /usr/bin/gcc /usr/bin/gcc-bak删除旧链接
    • 2.sudo ln -s gcc-4.6 gcc
    • 再次用“ls -al /usr/bin/gcc”查看gcc版本,显示“lrwxrwxrwx 1 root root 7 11月 28 16:34 /usr/bin/gcc -> gcc-4.6”
    • 运行./test_drv_unload仍然出现错误提示

  • 问题3:运行load脚本出现错误“insmod: error inserting './test_drv.ko': -1 File exists
  • 解决:重启电脑

新学到的知识点

  • 重点学习字符设备驱动编程,了解分配设备号、设备注册、内核操作的相关函数的使用方法
  • 驱动硬件、驱动程序、内核模块的概念
  • lsmod、rmmod、insmod、modprobe等指令的用法
  • 如何通过文件属性查看设备及其分类
  • 了解驱动层次结构,驱动程序包含的两种程序
  • 设备控制器获得系统服务的两种方式
  • 字符设备、块设备提供的相同内核接口
  • 大致了解各驱动程序编程
posted on 2017-11-30 19:17  鲸鱼的抽屉  阅读(523)  评论(0编辑  收藏  举报