实验七 设备驱动程序实践 by lilan

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1、实验七设备驱动程序实践【实验目的】配合操作系统课程的学习，加深对设备驱动程序的理解。【实验学时】建议2学时【实验内容】进行简单的字符驱动模块的编写，动态加载所生成的驱动，编写并调用应用层测试程序，测试结束后对驱动模块进行卸载，注意观察驱动加载和卸载时所提示的消息。【实验原理】Linux下的设备驱动程序是一些用于完成不同任务的函数的集合，通过这些函数使得linux下的设备犹如普通文件一般。因此对于应用程序来说设备只是一个普通的文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行打开、关闭、读、写、IO控制等操作。Linux下的驱动主要分为字符设备驱动、块

2、设备驱动和流设备驱动三类。字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行；块设备以整个数据缓冲区为发送和接收的对象；流设备主要应用于网络通信方面。Linux设备驱动属于内核的一部分，我们可以通过两种方式对其进行编译和加载：1).与内核一同编译，使其随linux的启动而自动加载。2).编译成一个可加载和删除的模块，在linux运行过程中使用命令对其进行动态的加载和卸载。该方式控制了内核的大小，当模块被加载入内核后它就和内核中其它驱动模块没有区别。Linux驱动编写的最小框架如下所示：#include头文件MODULE_LICENSE(“GPL”);st

3、aticint__initname_init(void){模块加载时执行的相关操作return0;}staticvoid__exitname_exit(void){模块卸载时执行的相关操作}module_init(name_init);module_exit(name_exit);从上面可以看出，一个linux最小驱动模块所必需的组成部分为模块初始化函数和模块卸载函数，前者在模块加载时运行，后者在模块卸载时运行。其中MODULE_LICENSE(“GPL”)用来声明一个模块的许可证。在驱动模块的编程过程中我们还需注意的是其输出语句与内存分配语言与应用

4、层中的写法不同，这是由其内核态编程模式决定的，在内核态编程中其写法分别为printk()、kmalloc()。字符设备驱动模块的动态加载和卸载可以采用命令insmod和rmmod，如果因系统版本问题导致无法动态加载则可以加入命令参数-f进行强制加载。加载和卸载驱动的过程中我们可以用dmesg

5、tail命令来察看模块是否已成功加载或卸载，这里察看的内容实际上就是我们上面提到的最小驱动编写中的name_init()和name_exit()两个函数中显示的内容。应用层的编写主要针对驱动中的读写函数来实现简单的输入读出操作，本例中我们将简单地以输入字符到驱动

6、中，并从驱动中读出字符来验证驱动程序的正确性。【实验要求】1.正确生成helloworld驱动程序，并挂载和卸载它。要求会写简单的设备驱动程序。2.正确生成字符设备驱动程序，并挂载和卸载它，同时通过3个函数读、写以及查看设备状态。【实验步骤】1、安装ubuntu10.102、安装gcc:Sudoapt-getinstallbuild-essentialSudoapt-getinstallgdb3、使用如下步骤生成附件所给的helloworld驱动程序。（1）先检查一下系统的内核版本和内核头文件版本是一致，实验用Ubuntu10.10，内核是2.6.3

7、5-22-generic。分别在终端中输入命令uname-r和ls/usr/src/，得到内核版本。如果内核版本和内核头文件版不一致，则在insmod一步会出现错误（2）编写hellodriver.c文件在主文件夹目录下建一个hellodriver目录(文件夹)，新建hellodriver.c文件，输入以下内容：#include#include

8、dule.h>MODULE_LICENSE("DualBSD/GPL");staticinthello_init(void){printk(KERN_ALERT"Hello,World!");return0;}staticvoidhello_exit(void){printk(KERN_ALERT"Goodbye,cruelworld");}module_init(hello_init);module_exit(hello_exit);（3）编写Makefile在/home/li/share/CodeTest/hellodriver/下新建M

9、akefile文件，输入下面内容：KERNELDIR=/lib/modules/2.6.35-22-gene