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  • 北京电子科技学院(BESTI)实验报告4

    北京电子科技学院(BESTI)实验报告4

    课程: 信息安全系统设计基础

    班级:1452、1453

    姓名:(按贡献大小排名)周恩德 、郑凯杰

    学号:(按贡献大小排名)20145217 、201453

    指导教师:娄嘉鹏

    实验日期:2016.11.24

    实验时间:10:00—12:00

    仪器组次:

    必修/选修:必修

    实验序号:3

    实验名称:实时系统的移植

    一、实验目的与要求:

    1.掌握实时系统应用和驱动程序的编写
    2.选择某个接口电路

    实验仪器:

    pc Xp系统

    虚拟Linux环境 Redhat 9.0

    Arm开发板 UP-NETARM2410-CL

    二、实验内容

    1.阅读和理解源代码

    (1)功能

    demo_read,demo_write 函数完成驱动的读写接口功能,do_write 函数实现将用户写入的数据逆序排列,通过读取函数读取转换后的数据。这里只是演示接口的实现过程和内核驱动对用户的数据的处理。

    (2)源代码框架

    #define DEVICE_NAME  "demo"
    static ssize_t demo_write(struct file *filp,const char * buffer, size_t count)
    { 
        char drv_buf[];
        copy_from_user(drv_buf , buffer, count);
        …
    }
    static ssize_t demo_read(struct file *filp,char *buffer,size_t count,loff_t *ppos)
    {
    char drv_buf[];
    copy_to_user(buffer, drv_buf,count);
    ….
    }
    static int demo_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,unsigned int cmd, unsigned long arg)
    {
    }
    static int demo_open(struct inode *inode, struct file *file)
    {
    }
    static int demo_release(struct inode *inode, struct file *filp)
    {
        MOD_DEC_USE_COUNT;
        DPRINTK("device release
    ");
        return 0;
    }
    static struct file_operations demo_fops = {
        owner:  THIS_MODULE,
        write:demo_write, 
        read: demo_read, 
        ioctl: demo_ioctl,
        open: demo_open,
        release:demo_release,
    };
    #ifdef CONFIG_DEVFS_FS
    static devfs_handle_t devfs_demo_dir, devfs_demoraw;
    #endif
    static int __init demo_init(void)
    {
        int result;
        #ifdef CONFIG_DEVFS_FS
        devfs_demo_dir = devfs_mk_dir(NULL, "demo", NULL);
        devfs_demoraw = devfs_register(devfs_demo_dir, "0", DEVFS_FL_DEFAULT,
        demo_Major, demo_MINOR, S_IFCHR | S_IRUSR | S_IWUSR,&demo_fops, NULL);
        #else
        SET_MODULE_OWNER(&demo_fops);
        result = register_chrdev(demo_Major, "scullc", &demo_fops);
        if (result < 0) return result;
        if (demo_Major == 0) demo_Major = result; /* dynamic */
        #endif
        printk(DEVICE_NAME " initialized
    ");
        return 0;
    }
    static void __exit demo_exit(void)
    {
        unregister_chrdev(demo_major, "demo");
        kfree(demo_devices);
        printk(DEVICE_NAME " unloaded
    ");
    }
    module_init(demo_init);
    module_exit(demo_exit);
    

    (3)注释

    - 将驱动映射为标准接口

    static struct file_operations demo_fops = {…}完成了将驱动函数映射为标准接口。

    - 驱动向内核注册

    devfs_registe()和 register_chrdev()函数完成将驱动向内核注册。

    - Open方法

    Open 方法提供给驱动程序初始化设备的能力,从而为以后的设备操作做好准备,此外open操作一般还会递增使用计数,用以防止文件关闭前模块被卸载出内核。

    • 递增使用计数
    • 检查特定设备错误。
    • 如果设备是首次打开,则对其进行初始化。
    • 识别次设备号,如有必要修改 f_op 指针。
    • 分配并填写 filp->private_data 中的数据。

    - Release 方法

    与 open 方法相反,release 方法应完成如下功能:

    • 释放由 open 分配的 filp->private_data 中的所有内容
    • 在最后一次关闭操作时关闭设备
    • 使用计数减一

    2.编译驱动模块及测试程序

    上面介绍了在 Makefile 中有两种编译方法,可以在本机上使用 gcc 也可以使用交叉编译器进行编译,这里我们只介绍用交叉编译器进行编译的结果。

    注意:如果编译的时候出现问题,可能是在/usr/src 下没有建立一个 linux 连接,可以使用下面的命令:

    [root@zxt 01_demo]# cd /usr/src/
    [root@zxt src]# ln –sf   linux-2.4.20-8  linux
    [root@zxt src]# ls
    debug  linux  linux-2.4  linux-2.4.20-8  redha
    

    附:

    • ln指令的用法是连接,使用格式是ln [options] source dist,这里我们用到的sf参数的含义是:

    -f:链接时先将与dist同档名的档案删除

    -s:进行软链接。(软链接,又称符号链接,这个文件包含了另一个文件的路径名,特点是可以链接不同文件系统的文件,甚至可以链接不存在的文件。)

    3.测试驱动程序

    (1)建立设备节点

    如果使用 gcc 编译的话,需要通过下面的命令来建立设备节点,如果使用交叉编译器的话,不需要建立设备节点。

    #mknod /dev/demo c 254 0
    

    (2)插入驱动模块demo.o

    可以用 lsmod 命令来查看模块是否已经被插入,在不使用该模块的时候还可以用 rmmod 命令来将模块卸载。

    [root@zxt 01_demo]# insmod demo.o
    Warning: loading demo.o will taint the kernel: no license
    See http://www.tux.org/lkml/#export-tainted for information about tainted modules
    Module demo loaded, with warnings
    

    (3)使用测试程序进行测试

    • 成功后会出现下面的结果:

    如果模块没有成功插入的话,会出现下面的情况:
    [root@zxt 01_demo]# ./test_demo

     ####DEMO  device open fail####
    

    (4)测试读过程

    在驱动模块成功插入后,会在/dev 下面建立一个叫做 demo 的设备文件,我们也可以使用 cat 命令来直接调用 read 函数,来测试读过程。
    [root@zxt demo]# cat /dev/demo/0
    device open success!
    二、遇到的问题
    1.需要修改makefile
    makefile中两行宏变量定义用于使用armv4l-unknown-linux-gcc编译器编译驱动:

    #KERNELDIR = /arm2410cl/ kernel/linux-2.4.18-2410cl/
    #CROSS_COMPILE= armv4l-unknown-linux-
    

    由于makefile文件中KERNEL_PATH设置和真实环境有点不同,修改makefile文件中的路径就好了。

    修改后:

    KERNELDIR = /usr/src/linux
    #KERNELDIR = /arm2410cl/ kernel/linux-2.4.18-2410cl/
    INCLUDEDIR = $(KERNELDIR)/include
    #CROSS_COMPILE=armv41-unknown-linux-
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/jokebright/p/6104473.html
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