2018-2019-1 20165208 實驗四 外設驅動程序設計
阿新 • • 發佈：2018-12-02
devices uda hrd register gist 靜態註冊 字符設備 this Linux應用
2018-2019-1 20165208 實驗四 外設驅動程序設計
一、任務一
（一） 任務要求
- 學習資源中全課中的“hqyj.嵌入式Linux應用程序開發標準教程.pdf”中的第十一章
- 提交康奈爾筆記的照片（可以多張）
（二） 實驗步驟
任務二
（一） 任務要求
- 在Ubuntu完成資源中全課中的“hqyj.嵌入式Linux應用程序開發標準教程.pdf”中的第十一章的test試驗
- 提交編譯，加載模塊，卸載模塊，測試運行的截圖（要多張，全屏，體現學號信息）
（二）實驗步驟
- 編寫代碼
- 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 /*全局變量*/ static struct cdev test_dev; unsigned int major =0; static char *data = NULL; /*讀函數*/ 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)) /* ?內核??的數????用戶??*/ { return -EFAULT; } return count; } /*寫函數*/ 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)) /* 將用戶緩沖的數據復制到內核空間*/ { return -EFAULT; } return count; } /*打開函數*/ static int test_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk("This is open operation\n"); /* 分配並初始化緩沖區*/ data = (char*)kmalloc(sizeof(char) * BUFF_SZ, GFP_KERNEL); if (!data) { return -ENOMEM; } memset(data, 0, BUFF_SZ); return 0; } /*關閉函數*/ static int test_release(struct inode *inode,struct file *file) { printk("This is release operation\n"); if (data) { kfree(data); /* 釋放緩沖區*/ data = NULL; /* 防止出現野指針*/ } return 0; } /* 創建、初始化字符設備，並且註冊到系統*/ 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); } } /* 虛擬設備的 file_operations 結構 */ static struct file_operations test_fops = { .owner = THIS_MODULE, .read = test_read, .write = test_write, .open = test_open, .release = test_release, }; /*模塊註冊入口*/ int init_module(void) { int result; dev_t dev = MKDEV(major, 0); if (major) {/* 靜態註冊一個設備，設備號先前指定好，並設定設備名，用cat /proc/devices 來查看 */ 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; } /*卸載模塊*/ 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 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
/* 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); }
- 腳本test_drv_load
#!/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}- 腳本tset_drv_unload
#!/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- 實驗截圖
實驗中的問題及解決過程
- 在make時出現了如下圖所示的問題
解決方法：在利用網上資料進行學習後，找出可能原因是Makfile中的幾處空格應為Tab敲出而非空格，再進行修正後，還是出現報錯，後查找原因可能是顯示雖為空格但實際為亂碼，導致無法運行，於是另將代碼移至文本編輯器中進行顯示，發現並非此類錯誤。在解決無果後，我聽從了同學的建議，選擇嘗試VMWare虛擬機進行操作，順利完成了實驗。
新學到的知識點
- 學習字符設備驅動編程，了解分配設備號、設備註冊、內核操作的相關函數的使用方法
- lsmod、rmmod、insmod、modprobe等指令的用法
- 驅動硬件、驅動程序、內核模塊的概念
- 字符設備、塊設備提供的相同內核接口
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