實驗8,驅動程序的編寫,驅動程序一用戶空間和內核空間的通信

1、實驗8用戶空間和內核空間的通信一、實驗目的：學習利用編寫驅動程序，完成用戶空間和內核空間的通信，加載驅動模塊、顯示驅動模塊，卸載驅動 模塊。二、實驗內容前面學習了 bootloader kernel filesystem，進行過內核的移植，根文件系統(tǒng)的制作，現在進行驅動 程序的編寫，完成用戶空間和內核空間的通信。#su root切換root權限密碼123456通過第一個hello world驅動程序，我們學會了驅動程序的框架。知道了，如何編譯，如何加載，如何卸載一個驅動程序。接下來我們來做一個完整的驅動程序Demo_Driver.c#i ncludevli nux/kernel.h>#i

2、n clude<li nux/ ini t.h>#i ncludevli nux/fs.h>#i ncludevli nux/module.h>#defi ne Demo_MAJOR 98定義主設備號#defi ne Demo_DEBUG#defi ne VERSION"Demo_Driver" void showvers in( void)prin tk(KERN_EMERG'I*n");pri ntk(KERN_EMERG"tVERSIONtn");prin tk(KERN_EMERG'I*n&quo

3、t;);/static int Demo_temp_cou nt=O;size_t Demo_read(struct file *file,char *buf,size_t cou nt,loff_t *f_ops)#ifdef Demo DEBUGpri ntk(KERN_EMERG"Demo_read-ker nel-n");#en difretur n cou nt;size_t Demo_write(struct file *file,c onst char *buf,size_t cou nt,loff_t * f_ops)#ifdef Demo_DEBUGpri

4、n tk(KERN_EMERG"Demo_write-kernel-n");#en difretur n cou nt;int Demo_ioctl(struct inode *inode,struct file *file,unsigned int cmd,unsigned long data)#ifdef Demo_DEBUGprin tk(KERN_EMERG"Demo_ioctl-kern el-n");#en difreturn 0;int Demo_open(struct inode * inode,struct file * file)#i

5、fdef Demo_DEBUGprin tk(KERN_EMERG"Demo_ope n -ker nel-n");#en difMOD_INC_USE_COUNT;return 0;int Demo_release(struct inode *inode,struct file *file)#ifdef Demo_DEBUGpri ntk(KERN_EMERG"Demo_release-kernel-n");#en difMOD_DEC_USE_COUNT;return 0; struct file_operati ons Test_ctl_ops=.

6、ope n=Demo_ope n.read= Demo_read,.write= Demo_write,.ioctl= Demo_ioctl,release: Demo_release,；astatic int HW_Test_CTL_i ni t(void)in t ret = -ENODEV;ret = register_chrdev(Demo_MAJOR,"demo_drv", &Test_ctl_ops);if(retvO)printk(KERN_EMERG"Demo_module failed with %dn-kernel-",ret

7、);return ret;elsepr in tk(KERN_EMERG"Demo_driver register success!-ker nel-n");pri ntk("n.nret=%xn.n",ret);showversi n()訂return ret;static int Demo_Test_CTL_i nit(void)in t ret = -ENODEV;#ifdef Demo_DEBUGprin tk(KERN_EMERG"Demo_Test_CTL_i nit-kerinel-n “);#en difret = HW_Tes

8、t_CTL_i nit();if(ret)return ret;return 0;static void clea nup_Test_ctl(void)#ifdef Demo_DEBUGprin tk(KERN_EMERG"clea nup_INT_CTL-kernel-n");#en difun register_chrdev(Demo_MAJOR,"demo_drv");MODULE_DESCRIPTION("simple int drive module");MODULE_LICENSE("GPL");mod

9、ulenit(Demo_Test_CTL_i nit);module_exit(clea nup_Test_ctl);相比于hello world驅動程序，上面這個程序更加完整。首先要介紹一個重要的結構體structfile_operati ons fops=read: device_read;write: device_write;ope n: device_ope n;release: device_release;它的原型在 <include/linux/fs.h> 中struct file_operati onsstruct module * owner;loff_t (*

10、llseek)();ssize_t(*read)();ssize_t(*aio_read)();ssize_te(*write)();在結構體file_operations門中，每一個成員的名字都對應一個系統(tǒng)調用，對應著設備驅動程序提供的入口位置使用方法如第一個file_operationsread : device_read ；這樣我們在應用程序中調用read ()對設備文件進行操作時，驅動程序就會直接調用 device_read ()來進行讀操作了。現在我們知道了，應用程序中的函數是怎么與驅動程序中的操作函數對應起來了。那么驅動程序中的操作函數是如何連接到設備文件上的呢？靠register

11、_chrdev ()注冊我們的設備如上面代碼：ret = register_chrdev(Demo_MAJOR,"demo_drv", &Test_ctl_ops);第一個參數是我們的主設備號，第二個是我們要注冊的設備的設備名，第三個是我們建立的結構體file_operations 。這三個參數都是有重要作用的。第一個主設備號是內核識別我們設備的標志，內核通過主設備號識別我們的設備文件。第二個是我們要注冊的設備名，這個參數要與我們在/dev目錄下建立的設備文件名一致，這樣我們才可以打開設備文件。第三個是我們的結構體，它建立設備文件到設備操作函數的對應關系。另外一個函

12、數是：un register_chrdev()un register_chrdev(Demo_MAJOR,"demo_drv");用來卸載我們的設備。Makefile代碼如下：KERNELDIR ?= /lib/modules/2.6.25-14.fc9.i686/build/PWD := $(shell pwd)#CC=$(CROSS_COMPILE)gcc obj-m :=Demo_Driver.o modules:$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules modules_i nstall:$(MAKE) -C $(KERNELD

13、IR) M=$(PWD) modules_i nstall然后執(zhí)行命令：make得到我們要加載的模塊 Demo_Driver.ko這時候需要我們建立一個設備節(jié)點，也就是/dev/目錄下的設備文件mknod /dev/demo_drv c 980第二個命令參數是我們注冊的設備名p是fifo文件第三個命令參數是c代表char字符型設備b代表block塊設備 u是unbuff第四個參數是主設備號，第五個參數是次設備號接著我們編寫一個應用程序進行一下測試test_drive.c#in clude<stdlib.h>#i nclude<stdio.h>#in cludevstri

14、 ng.h>#in cludevfc ntl.h>#in clude<u ni std.h>#defi ne DEVICE_NAME "/dev/demo_drv"int mai n()int fd;in t ret;char *i;printf("nstart Demo_driver testnn");fd=ope n(DEVICE_NAME,O_RDWR);pri ntf("fd=%dn",fd);if(fd=-1)printf("open device %s errorn",DEVICE_NAME);elseread(fd,NULL,O);write(fd,NULL,O);ioctl(fd);re