2019-2020-1 20175203 20175206 实验四 外设驱动程序设计

外设驱动程序设计-1

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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）

外设驱动程序设计-2

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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
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/stdout" /* 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);
}

• 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)) /* ?内核??的数????用户??*/
	{
		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");
}

• make file

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_install	clean

else
		obj-m := test_drv.o

endif

• test_drv_load

#!/bin/sh
# 驱动模块名称
module="test_drv"
# 设备名称。在/proc/devices 中出现
device="test_dev"
# 设备文件的输性
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}

• test_drv_unload

#!/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

• 命令行：

在虚拟设备驱动源码目录下编译并加载驱动模块
$ make clean;make
$ ./test_drv_load
编译并运行测试程序
$ gcc –o test test.c
$ ./test
卸载驱动程序
$ ./test_drv_unload

实验截图

出现的问题

1../test_drv_load: 权限不够
解决方法：命令行加入权限，运行代码如下：
chmod +x ./test_drv_load
sudo ./test_drv_load
2.gcc: –o：没有那个文件或目录
gcc: test：没有那个文件或目录
解决办法：
打开test.c文件，将# define TEST_DEVICE_FILENAME "/dev/test_dev" /* 设备文件名*/中的test_dev改为stdout
3.tail: 无法打开"–n" 读取数据: 没有那个文件或目录
tail: 无法打开"10" 读取数据: 没有那个文件或目录
解决办法：删除dmesg|tail –n 10命令中“|”前后的空格