一、实验内容
- 阅读学习教材第十一章“嵌入式Linux设备驱动开发”，提交康奈尔笔记照片
- 完成教材后实验：test驱动实验
二、实验步骤
-
学习笔记
- 【1】
- 【2】
- 【1】
-
test驱动实验
- 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)) /* 将内核缓冲的数据拷贝到用户空间*/ { 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
【Makefile运行截图】
- 加载模块脚本
```
#!/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="root"
# 删除已存在的设备节点
rm -f /dev/${device}
# 加载驱动模块
#/sbin/insmod ./$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
# 设置设备文件属性
chgrp $group /dev/${device}
chmod $mode /dev/${device}
```
- 编译test.c并执行
```
#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
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) /* 向设备写入数据 */ {
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);
}
```
- 卸载模块
```
#!/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
```
实验过程：
make clean
make
./test_drv_load
gcc -o test test.c
./test_drv_unload
可以看到程序的输出和内核打印的信息
【test运行截图】
三、实验代码调试中遇到的问题及解决方案
问题1：
实验中makefile始终不能成功运行，但是代码检查过很多次与老师给的代码完全一样但是就是无法运行。
解决方案1：
探索了很久以后终于发现是makefile的格式问题。下面这个makefile文件就是实验中的，注意以下几个格式便可以避免无法使用的现象：
-
1.在三个冒号后面换行的执行语句应该使用一个tab来实现“空格”的效果。
-
2.最后的endif需要与之前的语句空开一行来实现结束的标志。
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
问题2：
在makefile完成以后想要运行脚本与test文件却无法运行。
解决方案2：
无法运行脚本与test的原因是这两个文件都是处于只读状态，故无法正常运行。只需进入管理员权限，然后对这两个文件进行如下的修改权限操作便可以执行：
```
chmod +x test
chmod +x test_drv_load
```