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  • 2018-2019-1 20165302实验四 外设驱动程序设计

    实验内容

    实验四外设驱动程序设计-1

    • 实验要求
      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)
    • 实验截图

    实验四外设驱动程序设计-2

    • 实验要求
      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_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
    ");
    /* 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
    ");
    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
    ", major);
    return result;
    }
    test_setup_cdev(&test_dev, 0, &test_fops);
    printk("The major of the test device is %d
    ", 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
    ");
    }
    

    makefile:

    ifeq ($(KERNELRELEASE),)
    KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build /*内核代码编译路径*/
    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 /* 将生成的模块为 test_drv.ko*/
    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
    

    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" /* 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] = '';
    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
    ", buff);
    }
    } while(strncmp(buff, "quit", 4));
    close(fd);
    exit(0);
    }
    
    • 实验截图
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