2017-2018-1 20155224 《信息安全系系统设计基础》实验四

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）

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）

• 根据下载好的pdf进行代码的调试，一开始Makefile出了一些问题，后来在同学的帮助下更改文件路径等，解决了问题。

/* test_drv.c 程序源代码 */
#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\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");}

/* Makefile */
KERNELDIR=/usr/src/4.4.0-101-genericifeq ($(KERNELRELEASE),)
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(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
elseobj-m := test_drv.o
endif 

/* test_drv_load 加载脚本 */
#!/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
# 设置设备文件属性
chgrp $group /dev/${device}
chmod $mode  /dev/${device}

/* test_drv_unload 卸载脚本 */
#!/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

/* test.c 测试代码 */
#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] = '\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);
}

外设驱动程序设计-3

在实验箱中通过交叉编译完成test实验
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）

• 因为虚拟机不能联网，测试3没有完成。