2018-2019-1 20165207 20165209 20165215 实验四 外设驱动程序设计

2018-2019-1 20165207 20165209 20165215 实验四 外设驱动程序设计

实验内容和要求

  • 1.外设驱动程序设计-1
    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(可以多张)

  • 2.外设驱动程序设计-2
    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(要多张,全屏,体现学号信息)

实验步骤

(一)康奈尔笔记

(二) 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

  • 按照书上要求,建立驱动代码源程序

       /*test_drv.c*/
      #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;
      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.
    ");
          data = (char*)kmalloc(sizeof(char) * BUFF_SZ, GFP_KERNEL);
          if (!data)
          {
              return -ENOMEM;
          }
          return 0;
      }
      static int test_release(struct inode *inode, struct file *file)
      {
          printk("This is release operation.
    ");
          if (data)
          {
              kfree(data);
              data = NULL;
          }
          return 0;
      }
      static void test_setup_cdev(struct cdev *dev, int minor, struct file_operation *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);
          }
          if (result < 0)
          {
              printk(KERN_WARNING "Test device: unable to get major %d
    ",major);
              return result;
          }
          test_setup_cdev(&test_dev, 0, &test_fops);
          printk("The major of the test device is %d
    ", major);
          return 0;
      }
      void cleanup_module(void)
      {
          cdev_del(&test_dev);
          unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);
          printk("Test device uninstalled.
    ");
      }
    
  • Makefile文件

            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

          # !/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
      # 设备文件属性
      chgrp $group /dev/${device}
      chomd $mode /dev/${device}
    
  • test_drv_unload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

          /* 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] = '';
              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
    ", buff);
              }
          } while(strncmp(buff, "quit", 4));
          close(fd);
          exit(0);
      }
    
  • 编译test.c

  • 加载脚本chmod +x test_drv_load

  • 运行脚本./test_drv_load

  • 运行testsudo ./test

  • 卸载脚本chmod +x test_drv_unload

  • 运行脚本./test_drv_unload

  • 运行结果

实验中的问题及解决过程

  • 问题1:无法在自己的虚拟机上运行成功

  • 解决办法:内核版本问题,用老师给的虚拟机。

  • 问题2:运行Makefile时报错(如下图)

  • 解决办法:输入make clean;make代替make

  • 问题3:运行脚本出现错insmod: error inserting './test_drv.ko': -1 File exists

  • 解决办法:删除之前运行的全部文件,重启电脑;还可以参考链接

新学到的知识

  • 如何通过文件属性查看设备及其分类
  • 嵌入式系统属于是一个用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置
  • 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
原文地址:https://www.cnblogs.com/tutu233/p/10032960.html