实验8,驱动程序的编写,驱动程序一用户空间和内核空间的通信

1、实验8用户空间和内核空间的通信一、实验目的：学习利用编写驱动程序，完成用户空间和内核空间的通信，加载驱动模块、显示驱动模块，卸载驱动 模块。二、实验内容前面学习了 bootloader kernel filesystem，进行过内核的移植，根文件系统的制作，现在进行驱动 程序的编写，完成用户空间和内核空间的通信。#su root切换root权限密码123456通过第一个hello world驱动程序，我们学会了驱动程序的框架。知道了，如何编译，如何加载，如何卸载一个驱动程序。接下来我们来做一个完整的驱动程序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定义主设备号#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()订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驱动程序，上面这个程序更加完整。首先要介绍一个重要的结构体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)();在结构体file_operations门中，每一个成员的名字都对应一个系统调用，对应着设备驱动程序提供的入口位置使用方法如第一个file_operationsread : device_read ；这样我们在应用程序中调用read ()对设备文件进行操作时，驱动程序就会直接调用 device_read ()来进行读操作了。现在我们知道了，应用程序中的函数是怎么与驱动程序中的操作函数对应起来了。那么驱动程序中的操作函数是如何连接到设备文件上的呢？靠register

11、_chrdev ()注册我们的设备如上面代码：ret = register_chrdev(Demo_MAJOR,"demo_drv", &Test_ctl_ops);第一个参数是我们的主设备号，第二个是我们要注册的设备的设备名，第三个是我们建立的结构体file_operations 。这三个参数都是有重要作用的。第一个主设备号是内核识别我们设备的标志，内核通过主设备号识别我们的设备文件。第二个是我们要注册的设备名，这个参数要与我们在/dev目录下建立的设备文件名一致，这样我们才可以打开设备文件。第三个是我们的结构体，它建立设备文件到设备操作函数的对应关系。另外一个函

12、数是：un register_chrdev()un register_chrdev(Demo_MAJOR,"demo_drv");用来卸载我们的设备。Makefile代码如下：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然后执行命令：make得到我们要加载的模块 Demo_Driver.ko这时候需要我们建立一个设备节点，也就是/dev/目录下的设备文件mknod /dev/demo_drv c 980第二个命令参数是我们注册的设备名p是fifo文件第三个命令参数是c代表char字符型设备b代表block块设备 u是unbuff第四个参数是主设备号，第五个参数是次设备号接着我们编写一个应用程序进行一下测试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