2018-2019-1 165308 165317 165331 實驗四 外設驅動程式設計
阿新 • • 發佈:2018-12-02
2018-2019-1 165308 165317 165331 實驗四 外設驅動程式設計
一、任務一
(一)要求
1、學習資源中全課中的“hqyj.嵌入式Linux應用程式開發標準教程.pdf”中的第十一章
2、提交康奈爾筆記的照片
二、任務二
(一)要求
在Ubuntu完成資源中全課中的“hqyj.嵌入式Linux應用程式開發標準教程.pdf”中的第十一章的test試驗
提交編譯,載入模組,解除安裝模組,測試執行的截圖(要多張,全屏,體現學號資訊)
(二)實驗步驟:
1、編寫程式碼
/* 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 /*全域性變數*/ static struct cdev test_dev; unsigned int major =0; static char *data = NULL; /*讀函式*/ 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)) /* ?核心??的數????使用者??*/ { return -EFAULT; } return count; } /*寫函式*/ 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)) /* 將使用者緩衝的資料複製到核心空間*/ { return -EFAULT; } return count; } /*開啟函式*/ static int test_open(struct inode *inode, struct file *file) { printk("This is open operation\n"); /* 分配並初始化緩衝區*/ data = (char*)kmalloc(sizeof(char) * BUFF_SZ, GFP_KERNEL); if (!data) { return -ENOMEM; } memset(data, 0, BUFF_SZ); return 0; } /*關閉函式*/ static int test_release(struct inode *inode,struct file *file) { printk("This is release operation\n"); if (data) { kfree(data); /* 釋放緩衝區*/ data = NULL; /* 防止出現野指標*/ } return 0; } /* 建立、初始化字元裝置,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); } } /* 虛擬裝置的 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, }; /*模組註冊入口*/ int init_module(void) { int result; dev_t dev = MKDEV(major, 0); if (major) {/* 靜態註冊一個裝置,裝置號先前指定好,並設定裝置名,用cat /proc/devices 來檢視 */ 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; } /*解除安裝模組*/ void cleanup_module(void) { cdev_del(&test_dev); unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1); printk("Test device uninstalled\n"); }
2、編譯程式碼
通過make執行makefile以實現test_drv.c程式碼的編譯
ifeq ($(KERNELRELEASE),) KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build /*核心程式碼編譯路徑*/ 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 /* 將生成的模組為 test_drv.ko*/ endif
3、驅動模組載入和解除安裝
載入指令碼
test_drv_load
#!/bin/sh # 驅動模組名稱 module="test_drv" # 裝置名稱。在/proc/devices 中出現 device="test_dev" # 裝置檔案的輸性 mode="664" group="david" # 刪除已存在的裝置節點 rm -f /dev/${device} # 載入驅動模組 /sbin/insmod -f ./$module.ko $* || exit 1 # 查到裝置的主裝置號 major=`cat /proc/devices | awk "\\$2==\"$device\" {print \\$1}"` # 建立裝置檔案節點 mknod /dev/${device} c $major 0 # 設定裝置檔案屬性 chgrp $group /dev/${device} chmod $mode /dev/${device}
解除安裝指令碼
test_drv_unload
#!/bin/sh
module="test_drv"
device="test_dev"
# 解除安裝驅動模組
/sbin/rmmod $module $* || exit 1
# 刪除裝置檔案
rm -f /dev/${device}
exit 0
4、執行
test.c
測試程式碼對驅動程式進行測試
/* 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" /* 裝置檔名*/
#define BUFF_SZ 1024 /* 緩衝大小 */
int main()
{
int fd, nwrite, nread;
char buff[BUFF_SZ]; /*緩衝區*/
/* 開啟裝置檔案 */
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) /* 向裝置寫入資料 */
{
perror("write");
break;
}
if (read(fd, buff, BUFF_SZ) < 0) /* 從裝置讀取資料 */
{
perror("read");
break;
}
else
{
printf("The read string is from kernel:%s\n", buff);
}
} while(strncmp(buff, "quit", 4));
close(fd);
exit(0);
}
(三)執行結果
在虛擬裝置驅動原始碼目錄下編譯並載入驅動模組。
$ make clean;make
$ ./test_drv_load
編譯並執行測試程式
$ gcc –o test test.c
$ ./test
解除安裝驅動程式
$ ./test_drv_unload
三、問題
因為事先問了其他很快做完的組需要注意些什麼,所以少走了一些彎路,提前在別的組幫助下降需要準備的都下載好了。
例如 出現 Cannot use CONFIG_STACK_VALIDATION=y, please install libelf-dev 的時候
需要輸入命令列 sudo apt install libelf-dev 來完成缺少部分工具的下載
四、實驗感想
本次實驗學習了初步學習了嵌入式Linux裝置驅動的開發。
使用了康奈爾筆記,線上索/疑問以及總結方面得到更好鍛鍊。