Linux系统驱动开发之字符设备虚拟设备实验
(完整)广州大学Linux_实验五
广州大学学生实验报告一、实验目的通过一个简单的设备驱动的实现过程。
学会Linux中设备驱动程序的编写二、使用仪器、器材1．设备：带网卡的PC若干、交换机一台。
2．工具：网线若干，已经安装好Red Hat Linux 9。
0系统的PC一台。
三、实验内容及原理设计和实现一个虚拟命名管道(FIFO)的字符设备。
写一个模块化的字符设备驱动程序四、实验过程（1）设备的实现1、数据结构/*vfifo.c＊/#ifndef __KERNEL__#define __KERNEL__＃endif＃ifndef MODULE#define MODULE#endif#define __NO_VERSION__＃include〈linux/config。
h>#include〈linux/module。
h>#include<linux/kernel.h〉＃include〈linux/malloc。
h〉#include〈linux/fs。
h〉＃include<linux/proc_fs。
h〉＃include<linux/errno.h〉＃include<linux/types。
h〉＃include〈linux/fcntl。
h>＃include〈linux/init。
h〉＃include〈asm/system.h〉＃include<asm/uaccess.h〉＃ifndef VFIFO_MAJOR#define VFIFO_MAJOR 241#endif#ifndef VFIFO_NR_DEVS#define VFIFO_NR_DEVS 4#endif＃ifndef VFIFO_BUFFER#define VFIFO_BUFFER 4000#endif＃include<linux/devfs_fs_kernel。
h〉devfs_handle_t vfifo_devfs_dir；struct file_operations vfifo_fops;int vfifo_major=VFIFO_MAJOR；int vfifo_nr_devs=VFIFO_NR_DEVS；int vfifo_buffer=VFIFO_BUFFER;MODULE_PARM（vfifo_major,"i");MODULE_PARM(vfifo_nr_devs,"i"）；MODULE_PARM(vfifo_buffer,"i")；MODULE_AUT HOR(”EBUDDY”）；结构体/＊vfifo。
简单的虚拟字符设备驱动的实现
简单的虚拟字符设备驱动的实现Linux業已成为嵌入式系统的主流，而各种Linux驱动程序的类型中，字符设备无疑是应用最广泛的。
本文实现了一个简单的虚拟字符设备的驱动程序，用以演示Linux字符设备驱动的基本原理。
在嵌入式Linux的教学中具有重要的作用。
标签：Linux 驱动程序字符设备虚拟嵌入式Linux作为一种开放源代码的操作系统，在嵌入式系统领域业已成为主流，而为嵌入式Linux系统开发设备驱动程序，也成为一项重要的工作。
Linux系统中的驱动程序主要分为三种：字符设备驱动程序、块设备驱动程序和网络驱动程序。
其中字符设备是一类只能顺序读写，没有缓存的驱动程序，其实现方法相对简单，而应用则最为广泛。
在嵌入式Linux的教学中，字符设备驱动程序也是一项重要内容。
为了让学生能够理解字符设备驱动程序的原理，需要一个简单的字符设备驱动的例子，用以进行演示。
一、基本原理把设备当作文件处理，是Linux系统的重要思想，即“一切皆文件”。
在用户空间中，应用程序对字符设备的操作跟读写普通文件没有什么区别，也是通过open（）、close（）、read（）、write（）等函数实现的。
操作系统将这些用户空间中的函数分别映射到内核空间中由驱动程序提供的对应接口。
因此，内核空间中的驱动程序就需要通过对对应接口函数的实现来实现对用户空间中应用程序的支持。
file_opreations是字符设备驱动中最重要的结构，它包含了字符设备各种可能的接口函数。
通常在嵌入式编程中，我们不需要全部实现，只需要实现我们实际用到的接口就可以了，这样可以有效降低程序的大小。
该结构被定义在头文件“linux/fs.h”中，使用时只需声明该结构的一个变量并进行填充即可。
二、环境准备为了进行嵌入式Linux的开发，必须首先安装Linux系统。
这里采用最常用的Windows系统+VMWare虚拟机的形式，系统版本为RedHat Enterprise Linux 6.4，其自带的内核版本为2.6.32-358.el6.i686。
linux课课程设计字符设备驱动
linux课课程设计字符设备驱动一、教学目标本章节的教学目标是使学生掌握Linux系统中字符设备驱动的基本原理和编程方法。
通过本章节的学习，学生将能够：1.理解字符设备驱动的概念和作用；2.掌握字符设备驱动的原理和编程方法；3.能够编写简单的字符设备驱动程序。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括：1.字符设备驱动的概念和作用；2.字符设备驱动的原理和编程方法；3.字符设备驱动的实例分析。
具体的教学大纲如下：1.字符设备驱动的概念和作用：介绍字符设备驱动的基本概念，解释其在Linux系统中的作用；2.字符设备驱动的原理：讲解字符设备驱动的工作原理，包括驱动程序的加载、设备文件的创建和使用；3.字符设备驱动的编程方法：介绍编写字符设备驱动程序的基本步骤和方法，包括文件操作、缓冲区管理和中断处理；4.字符设备驱动的实例分析：分析实际的字符设备驱动程序代码，让学生了解和掌握驱动程序的具体实现方法。
三、教学方法为了达到本章节的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解字符设备驱动的基本概念、原理和编程方法；2.案例分析法：分析实际的字符设备驱动程序代码，让学生了解和掌握驱动程序的具体实现方法；3.实验法：让学生动手编写和调试字符设备驱动程序，巩固所学的知识和技能。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：《Linux设备驱动程序设计与实现》；2.参考书：《Linux内核设计与实现》；3.多媒体资料：教学PPT、视频教程等；4.实验设备：计算机、开发板等。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生在Linux字符设备驱动课程中的学习成果，将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问和讨论等方式评估学生的学习态度和理解程度；2.作业：布置相关的编程练习和理论作业，评估学生对知识的掌握和应用能力；3.考试：进行期中和期末考试，以评估学生对课程内容的整体理解和掌握程度。
一个虚拟的字符驱动程序实验报告
6. 用命令 lsmod 察看是否成功加载 7. 使用 dmesg 察看主设备号
8. 使用 mknod /dev/char_dev c 249 1 在/dev 目录下创建设备文件 9. 运行 testchardev.c 测试
实验总结：
通过 1. 自定义驱动程序描述符 2. 预订主设备号 3. 初始化自定义描述符 4. 初始化 gendisk 描述符 5. 初始化块设备操作表 6. 分配和初始化请求队列 7. 设置中断处理程序 8. 注册磁盘
}
3.Makefile
ifneq ($(KERNELRELEASE),) obj-m:=char_dev.o else KD ?=/lib/modules/$(shell uname -r)/build PWD :=$(shell pwd) default:
$(MAKE) -C $(KD) M=$(PWD) modules clean:
{ int i; printk("<0>""read char_dev\n"); for(i = 0; i < length; i++) { put_user('a',buffer++); } return (ssize_t)length;
}
static ssize_t device_write(struct file *file, const char *buffer, /* The buffer */ size_t length, /* The length of the buffer */ loff_t *offset) /* Our offset in the file */
字符设备驱动程序实验报告
操作系统课程设计报告字符驱动设备程序一、概述1.1课程设计目的设备驱动充当了硬件和应用软件之间的纽带，它使得应用软件只需要调用软件的应用编程接口（API）就可以让硬件去完成要求的工作，在有操作系统的情况下，必须按照相应的架构设计驱动，才能将驱动良好的整合入操作系统的内核。
通过这次课程设计可以了解linux的模块机制，懂得如何加载模块和卸载模块，进一步熟悉模块的相关操作。
加深对驱动程序定义和设计的了解，了解linux驱动的编写过程。
1.2 课程设计内容与要求(1)设计Windows XP或者Linux操作系统下的设备驱动程序;(2)设备类型可以是字符设备、块设备或者网络设备;(3)设备可以是虚拟的也可以是实际设备;1.3设计步骤1)file_operations结构体设计2)模块初始化、模块卸载函数实现3)读写函数的实现4)测试程序编写5)驱动程序编译和加载6)驱动程序测试二、基本概念和原理Linux系统从各异的设备中提取了共性的特征，将设备分为三类：字符设备、块设备和网络设备。
内核针对每一类设备都提供了对应的驱动模型框架，包括基本的内核设施和文件接口。
系统调用是操作系统内核和应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口。
设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。
设备驱动程序是内核的一部分，它完成以下的功能:1、对设备初始化和释放；2、把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据；3、读取应用程序传送给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据；4、检测和处理设备出现的错误。
字符设备驱动程序：控制长短不一致字符列，应用程序直接呼叫的、没有缓存的设备驱动程序。
字符设备驱动程序所提供的功能是以设备文件的形式提供给用户空间程序使用，应用程序中使用open（）、close（）、read（）、write（）等文件处理函数，并且以普通文件方式处理设备文件，从而控制硬件。
操作系统课程虚拟字符设备驱动作业
操作系统课程：Linux字符设备驱动作业作业要求：1.为提供的虚拟字符设备编写驱动程序2.编写测试驱动的程序并测试通过提供的虚拟字符设备（softdev.tgz）：–虚拟设备文件：softdev.c–功能：小写转大写•softdev_send()•softdev_recv()•softdev_ioctl()–主要文件：•Makefile•softdev.c•softdev.h–编译加载设备方法•make•insmod softdev.ko检查标准：•测试标准–在/proc/devices中能看到该设备名：“upper”，主设备号：117，设备类型：字符设备–可以对该设备进行读写。
作业的内容包括对设备的读写程序。
可以用该程序对设备进行测试–设置设备做大写转换或者不做大写转换。
缺省状态下做小写到大写转换，可以设置为不做转换–该设备驱动用softdev设备的softdev_send和softdev_recv做发送和接受–使用模块(module)方式加载•测试程序具体要求–写设备程序：dwrite,一次写一个字符串，写完退出•dwrite <device name> <string>–读设备程序：dread,循环读取设备接收到数据，并显示•dread <device name>–设置设备程序：dioctl,设置设备工作方式,0:不做大写转换，1:做大写转换。
缺省工作方式为1•dioctl <device name> <digit mode>•作业提交的文件：–Makefile–upperdev.c–dread.c–dwrite.c–dioctl.c作业完成代码(虚拟设备文件和驱动程序文件、测试驱动程序文件网络地址见最后)：1.MakeFile文件# Makefile for upper# Author:Yuguangxi# Detail Information:according to Readme file in parent directory. KVER := $(shell uname -r)KSRC := /lib/modules/$(KVER)/build#MODDESTDIR := /lib/modules/$(KVER)/kernel/drivers/char/upperdrv obj-m := upper.o#EXTRA_CFLAGS +=/home/yuguangxi/softdev/Module.symversall: modulesmodules:$(MAKE) -C $(KSRC) M=$(shell pwd) modulesclean:rm -f *.o *.ko2.upper.h文件：#ifndef _UPPERDEVICE_HEADER#define _UPPERDEVICE_HEADER#define UPPER_MAJOR 117#define CHRDEV "upper"#define UPPERIOCTL_DISABLE 0#define UPPERIOCTL_ENABLE 1#endif3.Uppder.c文件#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>#include <linux/sched.h>#include <linux/device.h>#include <linux/ioctl.h>#include <linux/parport.h>#include <linux/ctype.h>#include <linux/poll.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/major.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/mutex.h>#include <linux/uaccess.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/wait.h>#include <linux/semaphore.h>#include "upper.h"//softdev functions declareextern int softdev_send(unsigned char *buff, int len);extern int softdev_recv(unsigned char **p);extern int softdev_ioctl(int cmd);//upper device functions declarestatic int upper_open( struct inode *inode, struct file *fp );static int upper_release( struct inode *inode, struct file *fp );static ssize_t upper_read( struct file *fp, char __user *buf, size_t count,loff_t*upperpos);static ssize_t upper_write( struct file *fp, const char __user *buf, size_t count,loff_t *upperpos );static long upper_ioctl( struct file *fp,unsigned int cmd,unsigned long arg); static void upper_setup_cdev( struct cdev *dev, int minor, structfile_operations *fops );static struct cdev upper;static struct file_operations upper_ops={.owner=THIS_MODULE,.open=upper_open,.read=upper_read,.write=upper_write,.release=upper_release,.unlocked_ioctl=upper_ioctl,};/* Open the device */static int upper_open( struct inode *inode, struct file *fp ){printk( KERN_NOTICE"upper device open!\n" );return 0;}/* Close _device */static int upper_release( struct inode *inode, struct file *fp ){printk( KERN_NOTICE"upper device close!\n" );return 0;}/* user read from device*/static ssize_t upper_read( struct file *fp, char __user *buf, size_t count,loff_t*upperpos){unsigned char *p=NULL;unsigned char **pp=&p;//call softdev_recv to finish readif(softdev_recv(pp)==0){printk(KERN_NOTICE"Upper read error!\n");return -1;}printk(KERN_NOTICE"Upper_write:%d\n",copy_to_user(buf,p,count));return count;}/* write to device */static ssize_t upper_write( struct file *fp, const char __user *buf_write, size_t count, loff_t*upperpos ){unsigned char send_buff[1512];printk(KERN_NOTICE"Upper_write:%lu\n",copy_from_user(send_buff,buf_write,count));if(softdev_send(send_buff, count) <= 0){printk(KERN_NOTICE"upper_write error!\n");return -1;}return count;}static long upper_ioctl( struct file *fp,unsigned int cmd,unsigned long arg){int cmd_nr=UPPERIOCTL_ENABLE;cmd_nr=_IOC_NR(cmd);switch(cmd_nr){case UPPERIOCTL_DISABLE:softdev_ioctl(0);break;default: softdev_ioctl(1);break;}}//upper device initializestatic int upper_init(void){if (register_chrdev (UPPER_MAJOR, CHRDEV, &upper_ops)){printk (KERN_WARNING CHRDEV ": unable to get major %d\n",UPPER_MAJOR);return -1;}//call upper_setup_cdev to really do initializationupper_setup_cdev(&upper, 0 , &upper_ops );}/* Exit routine */static void upper_exit(void){/* remove the cdev from kernel */cdev_del(&upper );/* release the device numble alloced earlier */unregister_chrdev(UPPER_MAJOR,CHRDEV);printk( KERN_NOTICE"upper exit. major:%d,minor %d\n",UPPER_MAJOR,0 ); }/* set up the cdev stucture for a device */static void upper_setup_cdev( struct cdev *dev, int minor, structfile_operations *fops ){int err;int devno = MKDEV( UPPER_MAJOR, minor );/* initialize the cdev struct */cdev_init( dev,fops );dev->owner = THIS_MODULE;err = cdev_add( dev, devno, 1 ); /* register the cdev in the kernel */if(err)printk( KERN_NOTICE"Error %d adding uppero%d\n",err ,minor );}/* register the init and exit routine of the module */ module_init( upper_init );module_exit( upper_exit );MODULE_AUTHOR( "Yuguangxi" );MODULE_LICENSE( "Dual BSD/GPL" );4.dwrite.c#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int main(int argc,char *argv[]){int fp=open(argv[1],O_WRONLY);if(fp==-1)printf("open file failed!\n");if(write(fp,argv[2],sizeof(argv[2]))==-1)printf("Write error!\n");close(fp);}5.dread.c#include <stdio.h>#include <string.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>int main(int argc,char *argv[]){int fp=open(argv[1],O_RDONLY);char buf[1024];while(1){//if(read(fp,buf,sizeof(buf))==-1)// printf("Read error!\n");//elseif(read(fp,buf,sizeof(buf))==-1)buf[0]='\0';if(buf[0]!='\0')printf("%s\n",buf);}close(fp);}6.dioctl.c#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/ioctl.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#define UPPERIOCTL_DISABLE 0#define UPPERIOCTL_ENABLE 1int main(int argc,char *argv[]){int fp=open(argv[1],O_RDONLY);int mode;if(argc==3)mode=atoi(argv[2]);elsemode=1;//default option:enable capital transferswitch(mode){case 0:ioctl(fp,UPPERIOCTL_DISABLE);break;case 1:ioctl(fp,UPPERIOCTL_ENABLE);break;default:printf("Digital Mode Invalid!\n");//enable capital transferioctl(fp,UPPERIOCTL_ENABLE);break;}close(fp);}分享地址为/s/1sjJf6w9，仅供参考。
实验二：字符设备驱动实验
实验二：字符设备驱动实验一、实验目的通过本实验的学习，了解Linux操作系统中的字符设备驱动程序结构，并能编写简单的字符设备的驱动程序以及对所编写的设备驱动程序进行测试，最终了解Linux操作系统如何管理字符设备。
二、准备知识字符设备驱动程序主要包括初始化字符设备、字符设备的I/O调用和中断服务程序。
在字符设备驱动程序的file_operations结构中，需要定义字符设备的基本入口点。
open()函数；release()函数read()函数write()函数ioctl()函数select()函数。
另外，注册字符设备驱动程序的函数为register_chrdev()。
register_chrdev() 原型如下：int register_chrdev(unsigned int major, //主设备号const char *name, //设备名称struct file_operations *ops)； //指向设备操作函数指针其中major是设备驱动程序向系统申请的主设备号。
如果major为0，则系统为该驱动程序动态分配一个空闲的主设备号。
name是设备名称，ops是指向设备操作函数的指针。
注销字符设备驱动程序的函数是unregister_chrdev(),原型如下：int unregister_chrdev(unsigned int major,const char *name);字符设备注册后，必须在文件系统中为其创建一个设备文件。
该设备文件可以在/dev目录中创建，每个设备文件代表一个具体的设备。
使用mknod命令来创建设备文件。
创建设备文件时需要使用设备的主设备号和从设备号作为参数。
阅读教材相关章节知识，了解字符设备的驱动程序结构。
三、实验内容根据教材提供的实例。
编写一个简单的字符设备驱动程序。
要求该字符设备包括open()、write()、read()、ioctl()和release()五个基本操作，并编写一个测试程序来测试所编写的字符设备驱动程序。
字符设备驱动实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景与目的随着计算机技术的飞速发展，操作系统对硬件设备的支持越来越丰富。
设备驱动程序作为操作系统与硬件之间的桥梁，扮演着至关重要的角色。
本实验旨在通过学习Linux字符设备驱动的开发，加深对设备驱动程序的理解，提高实践能力。
二、实验环境与工具1. 操作系统：Linux Ubuntu 20.042. 编程语言：C3. 开发工具：gcc、make4. 驱动框架：Linux内核三、实验内容本实验主要完成以下内容：1. 字符设备驱动程序的基本框架2. 字符设备的打开、读取、写入和关闭操作3. 字符设备驱动的注册与注销4. 字符设备驱动的用户空间交互四、实验步骤1. 创建设备文件首先，我们需要在`/dev`目录下创建一个名为`mychar`的字符设备文件。
可以使用以下命令：```bashmknod /dev/mychar c 123 0```其中，`123`是主设备号，`0`是次设备号。
2. 编写字符设备驱动程序创建一个名为`mychar.c`的文件，并编写以下代码：```cinclude <linux/module.h>include <linux/fs.h>include <linux/uaccess.h>static int major = 123; // 设备号static int device_open(struct inode inode, struct file filp);static int device_release(struct inode inode, struct file filp);static ssize_t device_read(struct file filp, char __user buf, size_t count, loff_t pos);static ssize_t device_write(struct file filp, const char __user buf, size_t count, loff_t pos);static struct file_operations fops = {.open = device_open,.release = device_release,.read = device_read,.write = device_write,};static int __init mychar_init(void) {major = register_chrdev(0, "mychar", &fops);if (major < 0) {printk(KERN_ALERT "mychar: can't get major number\n");return major;}printk(KERN_INFO "mychar: registered correctly with major number %d\n", major);return 0;}static void __exit mychar_exit(void) {unregister_chrdev(major, "mychar");printk(KERN_INFO "mychar: Goodbye from the LKM!\n");}static int device_open(struct inode inode, struct file filp) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been opened\n");return 0;}static int device_release(struct inode inode, struct file filp) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been closed\n");return 0;}static ssize_t device_read(struct file filp, char __user buf, size_t count, loff_t pos) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been read\n");return count;}static ssize_t device_write(struct file filp, const char __user buf, size_t count, loff_t pos) {printk(KERN_INFO "mychar: Device has been written\n"); return count;}module_init(mychar_init);module_exit(mychar_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("Your Name");MODULE_DESCRIPTION("A simple character device driver");```保存文件，并使用以下命令编译：```bashmake```3. 加载字符设备驱动程序将编译生成的`mychar.ko`文件加载到内核中：```bashinsmod mychar.ko```4. 测试字符设备驱动程序使用以下命令查看`/dev/mychar`设备文件：```bashls -l /dev/mychar```使用`cat`命令测试读取和写入操作：```bashcat /dev/mycharecho "Hello, world!" > /dev/mychar```观察系统日志，确认驱动程序的打开、读取、写入和关闭操作。
基于Linux的字符设备驱动程序的设计
基于Linux的字符设备驱动程序的设计1 选题意义驱动程序在 Linux 内核里扮演着特殊的角色. 它们是截然不同的"黑盒子", 使硬件的特殊的一部分响应定义好的内部编程接口.它们完全隐藏了设备工作的细节. 用户的活动通过一套标准化的调用来进行,这些调用与特别的驱动是独立的; 设备驱动的角色就是将这些调用映射到作用于实际硬件的和设备相关的操作上. 这个编程接口是这样, 驱动可以与内核的其他部分分开建立, 并在需要的时候在运行时"插入". 这种模块化使得 Linux 驱动易写, 以致于目前有几百个驱动可用.尽管编写设备代码并不一定比编写应用程序更困难，但它需要掌握一些新函数库，并考虑一些新问题，而这些问题是在应用程序空间里不曾遇到的。
在应用程序空间写程序，内核能够为犯的一些错误提供一张安全网，但当我们工作在内核空间时，这张安全网已不复存在。
因为内核代码对计算机有绝对的控制权，它能够阻止其他任何进程的执行，所以编写的设备代码绝对小心不能滥用这种权利。
在 Linux 设备驱动中，字符设备驱动较为基础,所以本次实验设计一个简单的字符设备驱动程序，然后通过模块机制加载该驱动，并通过一个测试程序来检验驱动设计的正确与否，并对出现的问题进行调试解决。
2 技术路线模块实际上是一种目标对象文件(后缀名为ko )，没有链接，不能独立运行，但是其代码可以在运行时链接到系统中作为内核的一部分运行或从内核中取下，从而可以动态扩充内核的功能。
模块有一个入口（init_module()）和一个出口(exit_module())函数，分别是模块加载和卸载时执行的操作，加载模块使用insmod命令，卸载使用rmmod命令。
字符设备以字节为单位进行数据处理，一般不适用缓存。
大多数字符设备仅仅是数据通道，只能按照顺序读写。
主设备号表示设备对应的驱动程序,次设备号用来区分具体设备的实例。
LINUX为文件和设备提供一致的用户接口，对用户来说，设备文件与普通文件并无区别，设备文件也可以挂接到任何需要的地方。
基于Linux操作系统字符设备驱动程序开发
DEVICE_DRIVER.o
b.修改配置菜单
在 Linux 内核对应的目录下 kernel/drivers/char 修改配置文
件 config.in遥 在 comment 'Character devices' 下 面添加 遥 运行
make menuconfig 命令时袁选中 support for DEVICE_DRIVER袁编
京院机械工业出版社袁2006.
[5]Jean brosse 著袁 邵贝贝译叶. 嵌入式实时操作系统 滋C/OS-
域(第 2 版)曳 [M].北京院北京航空航天大学出版社袁2005.
[6]倪继利.Linux 内核分析及编程[M].北京院电子工业出版社袁
2005.
[7]EL-arm-830+型教学实验系统[M].北京院北京精仪达盛科技有
[2]陆亚民.单片机原理及应用[M].北京 & Kroah -Hartman 著 , 魏 永 明 等 译 .叶 Linux
Device 设备驱动程序第三版曳 [M].北京院中国电力出版社袁2006.
[4]Robert Love 著,陈莉君译.Linux 内核设计与实现第二版[M].北
c.键盘服务子程序遥
static void Key_Board_7279_ISR (int irq,void* dev_id,struct
pt_regs * regs){
disable_irq(33); //使用 33 号中断
key_number=Read_Key_Board_7279(cmd_read);
release: Key_Board_7279_Close, //关闭设备文件
};
b.编写 Key_Board_7279_Open/遥
嵌入式-Linux 设备驱动实验报告
嵌入式系统实验报告Linux 设备驱动实验学院专业学生姓名实验台号指导教师提交日期一、实验目的1.了解Linux驱动程序的结构；2.掌握Linux驱动程序常用结构体和操作函数的使用方法；3.初步掌握Linux驱动程序的编写方法及过程；4.掌握Linux驱动程序的加载方法。
二、实验内容1.实现helloworld驱动，观察驱动的加载和释放过程；2.根据参考代码，分析数码显示驱动的结构和原理，给出设备程序的主要组成部分框图；3.利用数码显示驱动模块，编写测试程序实现按键对数码显示的控制，包括点亮和关闭，显示不同数字等。
三、实验原理3.1驱动程序介绍驱动程序负责将应用程序如读、写等操作正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。
驱动程序像一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口实现对硬件的操作。
3.2 Linux设备驱动程序分类Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序的增加。
虽然Linux内核的不断升级，但驱动程序的结构还是相对稳定。
Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络设备(network device)三种。
字符设备是指在存取时没有缓存的设备，而块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)。
典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。
块设备主要包括硬盘软盘设备，CD-ROM等。
网络设备在Linux里做专门的处理。
Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket 机制。
在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据传递。
系统有支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。
3.3驱动程序的结构驱动程序的结构如图3.1所示，应用程序经过系统调用，进入核心层，内核要控制硬件需要通过驱动程序实现，驱动程序相当于内核与硬件之间的“系统调用”。
Linux操作系统编程实验四字符设备实验
Linux操作系统编程实验四字符设备实验实验⽬的1、了解Linux操作系统中的设备驱动程序的组成2、编写简单的字符设备驱动程序并进⾏测试3、理解Linux操作系统的设备管理管理机制4、实验内容：编写Makefile⽂件，使之具备如下功能：输⼊make，将⾃动编译scull.c和scull_test.c两个⽂件，并⽣成scull.o和scull_test⽂件输⼊make clean-all，将清除⽣成的所有⽂件输⼊make driver和make clean-driver，则分别实现⽣成和删除scull.o⽂件输⼊make test和make clean-test，则分别实现⽣成和删除scull_test⽂件编写⼀个简单的字符设备驱动程序，要求实现如下5个基本操作：scull_open()scull_write()scull_read()scull_ioctl()scull_release()编写⼀个测试程序⽤来测试⽤户所编写的字符设备驱动程序实验记录我的虚拟机版本Ubuntu 20.04.1 x64，内核版本5.4.0-42-generic。
切换到root权限，随后编写scull.h、scull.c、scull_test.c和Makefilescull.h点击查看详细内容scull.c点击查看详细内容scull_test.c点击查看详细内容Makefile点击查看详细内容实验过程执⾏make命令使⽤make test，⽣成可执⾏⽂件scull_test.o，然后输⼊./scull_test.o write和./scull_test.o read运⾏它，输⼊exit退出程序输⼊rmmod scull卸载模块，并确认正在运⾏的模块中没有scull最后使⽤dmesg | grep scull，查看⽇志内容。
虚拟字符设备驱动程序在Linux的实现
虚拟字符设备驱动程序在Linux的实现王宇英【摘要】在Linux系统中,设备驱动程序隐藏了设备的细节,用户程序可以方便地操作设备,但随着硬件产品不断更新,需要不断编写新的驱动程序以支持硬件,通过虚拟字符设备驱动程序的编写,来说明Linux系统中字符设备驱动程序的工作原理.首先介绍了Linux系统中设备驱动程序的基本结构,以及字符设备驱动程序应提供的入口点,最后用进程虚拟字符设备,编写了相应的驱动程序,实现进程间的信息读写.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2006(029)004【总页数】3页(P73-74,77)【关键词】Linux;设备;驱动程序;虚拟字符【作者】王宇英【作者单位】桂林电子工业学院,广西,桂林,541004【正文语种】中文【中图分类】TP316Linux系统的设备驱动程序本质上是一些特殊的、常驻内存的低级硬件处理程序的共享库，他提供了系统内核与外围设备之间的接口。
一个典型的设备驱动程序由一组可以接收操作系统输入／输出请求的子例程构成。
Linux是一个自由软件，人们可以方便地得到Linux的可执行程序及源代码，面对不断更新的硬件产品，必须有人不断编写新的驱动程序以便让这些设备能够在Linux下正常运行。
本文主要介绍一个与硬件无关的虚拟字符设备驱动程序设计过程，以说明Linux的设备驱动程序的工作原理。
在Linux系统中，对用户程序而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，用户程序可以像访问一般文件一样操作设备。
一般设备驱动程序可以有3个主要组成部分：（1）自动配置和初始化子程序。
负责检测所要驱动的硬件设备是否存在、是否能正常工作。
（2）服务于I／O请求的子程序，又称为驱动程序的上半部分。
（3）中断服务子程序，又称为驱动程序的下半部分。
在系统内部，I／O设备的存取通过一组固定的入口点来进行，这组入口点是由每个设备的设备驱动程序提供的。
一般，字符设备驱动程序提供如下几个入口点（设计驱动程序，主要要提供这些入口点）：①open入口点，打开设备准备I／O操作。
linux驱动编写(虚拟字符设备编写)
linux驱动编写（虚拟字符设备编写）昨天我们说了一些简单模块编写方法，但是终归没有涉及到设备的编写内容，今天我们就可以了解一下相关方面的内容，并且用一个实例来说明在linux上面设备是如何编写的。
虽然我不是专门做linux驱动的，却也经常收到一些朋友们的来信。
在信件中，很多做驱动的朋友对自己的工作不是很满意，认为自己的工作就是把代码拷贝来拷贝去，或者说是改来改去，没有什么技术含量。
有这种想法的朋友不在少数，我想这主要还是因为他们对自己的工作缺少了解导致。
如果有可能，我们可以问问自己这样几个问题：（1）我真的搞懂设备的开发驱动流程了吗？我是否可以从0开始，编写一个独立的驱动代码呢？（2）我真的了解设备的初始化、关闭、运行的流程吗？（3）当前的设备驱动流程是否合理，有没有可以改进的地方？（4）对于内核开发中涉及的api调用，我自己是否真正了解、是否明白它们在使用上有什么区别？（5）如果我要驱动的设备只是在一个前后台系统中运行，在没有框架帮助的情况下，我是否有信心把它启动和运行起来？当然，上面的内容只是我个人的想法，也不一定都正确。
但是，知其然，更要知其所以然，熟悉了当前开发流程的优缺点才能真正掌握和了解驱动开发的本质。
这听上去有些玄乎，其实也很简单，就是要有一种刨根问底、不断改进的精神，这样才能做好自己的工作。
因为我们是在pc linux上学习驱动的，因此暂时没有真实的外接设备可以使用，但是这丝毫不影响我们学习的热情。
通过定时器、进程，我们可以仿真出真实设备的各种需求，所以对于系统来说，它是无所谓真设备、假设备的，基本的处理流程对它来说都是一样的。
只要大家一步一步做下去，肯定可以了解linux驱动设备的开发工程的。
下面，为了说明问题，我们可以编写一段简单的char设备驱动代码，文件名为char.c，1#include <linux/module.h>2#include <linux/kernel.h>3#include <linux/fs.h>4#include <linux/cdev.h>56static struct cdev chr_dev;7static dev_t ndev;89static int chr_open(struct inode* nd, struct file* filp)10{11int major ;12int minor;1314 major = MAJOR(nd->i_rdev);15 minor = MINOR(nd->i_rdev);1617 printk("chr_open, major = %d, minor = %d\n", major, minor);18return 0;19}2021static ssize_t chr_read(struct file* filp, char __user* u, size_t sz, loff_t* off)22{23 printk("chr_read process!\n");24return 0;25}2627struct file_operations chr_ops = {28 .owner = THIS_MODULE,29 .open = chr_open,30 .read = chr_read31};3233static int demo_init(void)34{35int ret;3637 cdev_init(&chr_dev, &chr_ops);38 ret = alloc_chrdev_region(&ndev, 0, 1, "chr_dev");39if(ret < 0 )40 {41return ret;42 }4344 printk("demo_init(): major = %d, minor = %d\n", MAJOR(ndev), MINOR(ndev));45 ret = cdev_add(&chr_dev, ndev, 1);46if(ret < 0)47 {48return ret;49 }5051return 0;52}5354static void demo_exit(void)55{56 printk("demo_exit process!\n");57 cdev_del(&chr_dev);58 unregister_chrdev_region(ndev, 1);59}6061module_init(demo_init);62module_exit(demo_exit);6364MODULE_LICENSE("GPL");65MODULE_AUTHOR("feixiaoxing@");66MODULE_DESCRIPTION("A simple device example!");过程就全部完成了，就是这么简单。
linux设备驱动第三篇：写一个简单的字符设备驱动
linux设备驱动第三篇：写⼀个简单的字符设备驱动在linux设备驱动第⼀篇：设备驱动程序简介中简单介绍了字符驱动，本篇简单介绍如何写⼀个简单的字符设备驱动。
本篇借鉴LDD中的源码，实现⼀个与硬件设备⽆关的字符设备驱动，仅仅操作从内核中分配的⼀些内存。
下⾯就开始学习如何写⼀个简单的字符设备驱动。
⾸先我们来分解⼀下字符设备驱动都有那些结构或者⽅法组成，也就是说实现⼀个可以使⽤的字符设备驱动我们必须做些什么⼯作。
1、主设备号和次设备号对于字符设备的访问是通过⽂件系统中的设备名称进⾏的。
他们通常位于/dev⽬录下。
如下：xxx@ubuntu:~$ ls -l /dev/total 0brw-rw---- 1 root disk 7, 0 3⽉ 25 10:34 loop0brw-rw---- 1 root disk 7, 1 3⽉ 25 10:34 loop1brw-rw---- 1 root disk 7, 2 3⽉ 25 10:34 loop2crw-rw-rw- 1 root tty 5, 0 3⽉ 25 12:48 ttycrw--w---- 1 root tty 4, 0 3⽉ 25 10:34 tty0crw-rw---- 1 root tty 4, 1 3⽉ 25 10:34 tty1crw--w---- 1 root tty 4, 10 3⽉ 25 10:34 tty10其中b代表块设备，c代表字符设备。
对于普通⽂件来说，ls -l会列出⽂件的长度，⽽对于设备⽂件来说，上⾯的7,5,4等代表的是对应设备的主设备号，⽽后⾯的0,1,2,10等则是对应设备的次设备号。
那么主设备号和次设备号分别代表什么意义呢？⼀般情况下，可以这样理解，主设备号标识设备对应的驱动程序，也就是说1个主设备号对应⼀个驱动程序。
当然，现在也有多个驱动程序共享主设备号的情况。
⽽次设备号有内核使⽤，⽤于确定/dev下的设备⽂件对应的具体设备。
Linux字符设备驱动程序实验
close(fd); exit(0); } 6.首先在虚拟设备驱动源码目录下编译并加载驱动模块 # make clean # make # ./test_drv_load 7.编译并运行测试程序，然后查看测试结果 # gcc -o test test.c # ./test 8.卸载驱动程序 # ./test_drv_unload 9.通过 dmesg 命令可以查看内核打印的信息 实验结果：学会和掌握 Linux 字符设备驱动程序的编写和测试等。
/*打开函数*/ static int test_open(struct inode *inode, struct file *file) {
printk("This is open operation\n"); data = (char*)kmalloc(sizeof(char) * BUFF_SZ, GFP_KERNEL); if (!data) {
} }
/* tests 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, };
do {
printf("Input some words to kernel(enter 'quit' to exit):"); memset(buff, 0, BUFF_SZ); if (fgets(buff, BUFF_SZ, stdin) == NULL) {
虚拟字符驱动设备程序
虚拟字符驱动设备一、内容提要：编写一个完整的字符设备驱动程序。
由于这类驱动程序适合于大多数简单的硬件设备，我们首先实现一个字符设备驱动程序。
Linux 下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的集合，在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件设备进行操作，如open()、close()、read()、write()等。
然后Linux主要将设备分为二类：字符设备和块设备。
字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行；而块设备则以整个数据缓冲区的形式进行。
字符设备的驱动相对比较简单。
由于驱动程序是内核的一部分，因此我们需要给其添加模块初始化函数,该函数用来完成对所控设备的初始化工作.并调用register_chrdev()函数注册字符设备：static int__init gobalvar_init(void){if(register_chrdev(MAJOR_NUM,"gobalvar",&gobalvar_fops) ){//…注册失败}else{//…注册成功}}其中，register_chrdev函数中的参数MAJOR_NUM为主设备号，"gobalvar"为设备名，gobalvar_fops为包含基本函数入口点的结构体，类型为file_operations。
当gobalvar模块被加载时，gobalvar_init被执行，它将调用内核函数register_chrdev，把驱动程序的基本入口点指针存放在内核的字符设备地址表中，在用户进程对该设备执行系统调用时提供入口地址。
与模块初始化函数对应的就是模块卸载函数，需要调用register_chrdev()的"反函数"unregister_chrdev()：static void__exit gobalvar_exit(void){if(unregister_chrdev(MAJOR_NUM,"gobalvar")){//…卸载失败}else{//…卸载成功}}二、下面是该字符驱动设备的整体函数代码及分步的分析：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;dev_t dev;/* 读函数 */static ssize_t test_read(struct file *file,char *buf,size_t count,loff_t *f_pos){ /buf指向缓冲区的指针int len;if(count<0) /count读取和写入的字节数{return -EINVAL;}len=strlen(data);count=(len>count) count:len;if(copy_to_user(buf,data,count)) //将内核缓冲的数据复制到用户空间{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){printk("malloc error!");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 *cdev,int minor,struct file_operations *fops){int err;cdev_init(cdev,fops);cdev->owner=THIS_MODULE;cdev->ops=fops;err=cdev_add(cdev,dev,1);if(err){printk(KERN_NOTICE"Error %d adding test %d",err,minor);}}/* 虚拟设备的file——operation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 */static int __init init_module(void){int result;dev=MKDEV(major,0);if(major){//静态注册一个设备，设备号事先指定好，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",dev); return 0;}/* 卸载模块 */static void __exit cleanup_module(void){cdev_del(&test_dev);unregister_chrdev_region(MKDEV(major,0),1);printk("Test device uninstalled.\n");}module_init(init_module);module_exit(cleanup_module);随着内核不断增加新的功能，file_operations结构体已逐渐变得越来越大，但是大多数的驱动程序只是利用了其中的一部分。
Linux设备驱动开发详解-第6章字符设备驱动（一）-globalmem
Linux设备驱动开发详解-第6章字符设备驱动（⼀）-globalmem1 驱动程序设计之前奏 (2)1.1 应⽤程序、库、内核、驱动程序的关系 (2)1.2 设备类型 (2)1.3 设备⽂件 (2)1.4 主设备号和从设备号 (2)1.5 驱动程序与应⽤程序的区别 (3)1.6 ⽤户态与内核态 (3)1.7 Linux驱动程序功能 (3)2 字符设备驱动程序框架 (3)2.1 file_operations结构体 (4)2.2 驱动程序初始化和退出 (5)2.3 将驱动程序模块注册到内核 (5)2.4 应⽤字符设备驱动程序 (5)3 globalmem虚拟设备实例描述 (6)3.1 头⽂件、宏及设备结构体 (6)3.2 加载与卸载设备驱动 (6)3.3 读写函数 (8)3.4 seek()函数 (9)3.5 ioctl()函数 (10)3.6 globalmem完整实例 (12)4 测试应⽤程序 (17)4.1 应⽤程序接⼝函数 (17)4.2 应⽤程序 (18)5 实验步骤 (19)5.1 编译加载globalmem 模块 (19)5.2 编译测试应⽤程序 (20)6 扩展 (21)1 驱动程序设计之前奏㈠应⽤程序、库、内核、驱动程序的关系㈡设备类型㈢设备⽂件㈣主设备号与从设备号㈤驱动程序与应⽤程序的区别㈥⽤户态与内核态㈦Linux驱动程序功能1.1 应⽤程序、库、内核、驱动程序的关系■应⽤程序调⽤应⽤程序函数库完成功能■应⽤程序以⽂件形式访问各种资源■应⽤程序函数库部分函数直接完成功能部分函数通过系统调⽤由内核完成■内核处理系统调⽤，调⽤设备驱动程序■设备驱动直接与硬件通信1.2 设备类型■字符设备对字符设备发出读/写请求时，实际的硬件I/O操作⼀般紧接着发⽣■块设备块设备与之相反，它利⽤系统内存作为缓冲区■⽹络设备⽹络设备是⼀类特殊的设备，它不像字符设备或块设备那样通过对应的设备⽂件节点访问，也不能直接通过read或write进⾏数据访问请求1.3 设备⽂件■设备类型、主从设备号是内核与设备驱动程序通信时使⽤的■应⽤程序使⽤设备⽂件节点访问对应设备■每个主从设备号确定的设备都对应⼀个⽂件节点■每个设备⽂件都有其⽂件属性（c或者b）■每个设备⽂件都有2个设备号（后⾯详述）主设备号：⽤于标识驱动程序从设备号：⽤于标识同⼀驱动程序的不同硬件■设备⽂件的主设备号必须与设备驱动程序在登记时申请的主设备号⼀致■系统调⽤是内核与应⽤程序之间的接⼝■设备驱动程序是内核与硬件之间的接⼝1.4 主设备号和从设备号■在设备管理中，除了设备类型外，内核还需要⼀对被称为主从设备号的参数，才能唯⼀标识⼀个设备■主设备号相同的设备使⽤相同的驱动程序■从设备号⽤于区分具体设备的实例例：PC的IDE设备，主设备号⽤于标识该硬盘，从设备号⽤于标识每个分区■在/dev⽬录下使⽤ll命令（ls -l）可以查看各个设备的设备类型、主从设备号等■cat /proc/devices可以查看系统中所有设备对应的主设备号1.5 驱动程序与应⽤程序的区别■应⽤程序以main开始■驱动程序没有main，它以⼀个模块初始化函数作为⼊⼝■应⽤程序从头到尾执⾏⼀个任务■驱动程序完成初始化之后不再运⾏，等待系统调⽤■应⽤程序可以使⽤GLIBC等标准C函数库■驱动程序不能使⽤标准C库1.6 ⽤户态与内核态■驱动程序是内核的⼀部分，⼯作在内核态■应⽤程序⼯作在⽤户态■数据空间访问问题★⽆法通过指针直接将⼆者的数据地址进⾏传递★系统提供⼀系列函数帮助完成数据空间转换get_userput_usercopy_from_usercopy_to_user1.7 Linux驱动程序功能■对设备初始化和释放■把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据■读取应⽤程序传送给设备⽂件的数据和回送应⽤程序请求的数据■检测和处理设备出现的错误2 字符设备驱动程序框架①Linux各种设备驱动程序都是以模块的形式存在的，驱动程序同样遵循模块编程的各项原则②字符设备是最基本、最常⽤的设备，其本质就是将千差万别的各种硬件设备采⽤⼀个统⼀的接⼝封装起来，屏蔽了不同设备之间使⽤上的差异性，简化了应⽤层对硬件的操作③字符设备将各底层硬件设备封装成统⼀的结构体，并采⽤相同的函数操作，如下等：open/close/read/write/ioctl④添加⼀个字符设备驱动程序，实际上是给上述操作添加对应的代码⑤Linux对所有的硬件操作统⼀做以下抽象抽象file_operations结构体规定了驱动程序向应⽤程序提供的操作接⼝struct file_operations ext2_file_operations ={.llseek = generic_file_llseek,.read = generic_file_read,.write = generic_file_write,.aio_read = generic_file_aio_read,.aio_write = generic_file_aio_write,.ioctl = ext2_ioctl,.mmap = generic_file_mmap,.open = generic_file_open,.release = ext2_release_file,.fsync = ext2_sync_file,.readv = generic_file_readv,.writev = generic_file_writev,.sendfile = generic_file_sendfile,};⑥⽤户态与内核态数据的交互⽤户应⽤程序与驱动程序分属于不同的进程空间，因此⼆者之间的数据应当采⽤以下函数进⾏交换long copy_to_user(kernel_buffer, user_buffer,n)//从内核空间拷贝n字节数据到⽤户空间copy_from_user(kernel_buffer, user_buffer,n)//从⽤户空间拷贝n字节数据到内核空间put_user(kernel_value, user_buffer)//从内核空间拷贝⼀数据变量到⽤户空间get_user(kernel_value, user_buffer)//从⽤户空间拷贝⼀数据变量到内核空间（内核空间数据可是任意类型）2.1 file_operations结构体⑴write函数■从应⽤程序接收数据送到硬件ssize_t (*write)(struct file*, const char __user *, size_t, loff_t*);⑵read函数■从硬件读取数据并交给应⽤程序ssize_t (*read)(struct file *, char __user *, size_t, loff_t*); /// 从设备中同步读取数据⑶ioctl函数■为应⽤程序提供对硬件⾏为的相关配置int (*ioctl)(struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);⑷open函数■当应⽤程序打开设备时对设备进⾏初始化■使⽤MOD_INC_USE_COUNT增加驱动程序的使⽤次数,当模块使⽤次数不为0时，禁⽌卸载模块Int (*open)(struct inode *, struct file*);⑸release函数■当应⽤程序关闭设备时处理设备的关闭操作■使⽤MOD_DEC_USE_COUNT减少驱动程序的使⽤次数，配合open使⽤，来对模块使⽤次数进⾏计数int (*release)(struct inode *, struct file*);⑹⑻⑻⑼⑽2.2 驱动程序初始化和退出①驱动程序初始化函数■Linux在加载内核模块时会调⽤初始化函数■在初始化函数中⾸先进⾏资源申请等⼯作■使⽤register_chrdev向内核注册驱动程序②驱动程序退出函数■Linux在卸载内核模块时会调⽤退出函数■释放驱动程序使⽤的资源■使⽤unregister_chrdev从内核中卸载驱动程序2.3 将驱动程序模块注册到内核内核需要知道模块的初始化函数和退出函数，才能将模块放⼊⾃⼰的管理队列中①module_init()向内核声明当前模块的初始化函数②module_exit()向内核声明当前模块的退出函数2.4 应⽤字符设备驱动程序㈠加载驱动程序■insmod 内核模块⽂件名■cat /proc/devices 查看当前系统中所有设备驱动程序及其主设备号㈡⼿动建⽴设备⽂件■设备⽂件⼀般建⽴/dev⽬录下■mknod ⽂件路径c [主设备号] [从设备号]㈢应⽤程序接⼝函数■编写应⽤层测试程序■可以使⽤标准C的⽂件操作函数来完成①int open(const char *path, int oflag,…);★打开名为path的⽂件或设备★成功打开后返回⽂件句柄★常⽤oflag：O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR②int close(int fd);★关闭之前被打开的⽂件或设备★成功关闭返回0，否则返回错误代号③ssize_t read(int fd, void *buffer, size_t count)★从已经打开的⽂件或设备中读取数据★buffer表⽰应⽤程序缓冲区★count表⽰应⽤程序希望读取的数据长度★成功读取后返回读取的字节数，否则返回-1④ssize_t write(int fd, void *buffer, size_t count）;★向已经打开的⽂件或设备中写⼊数据★buffer表⽰应⽤程序缓冲区★count表⽰应⽤程序希望写⼊的数据长度★成功写⼊后返回写⼊的字节数，否则返回-1④int ioctl(int fd, unsigned int cmd, unsigned long arg);★向驱动程序发送控制命令★cmd：⽤来定义⽤户向驱动分配的命令例如G PF驱动中：设置指定管脚的⾼低电平、输⼊输出特性等为了规范化及错误检查常⽤_IO宏合成该命令：_IO(MAGIC, num) ★arg：配置命令参数配合cmd命令完成指定功能3 globalmem虚拟设备实例描述3.1 头⽂件、宏及设备结构体在globalmem字符设备驱动中，应包含它要使⽤的头⽂件，并定义globalmem设备结构体及相关宏。
虚拟驱动模拟实验
虚拟驱动模拟实验实验目的：掌握简单字符设备驱动设计规范模式，设备节点创建方式，应用程序的编写方法。
实验内容：1、使用内存模拟字符设备，实现读、写、定位的字符设备驱动程序；2、编写应用程序、测试驱动；设计过程：1、编写驱动程序memdev.c，实现读、写、定位功能；2、编写makefile文件；执行make，生成*.ko文件；3、执行insmod命令，安装加载内核模块；4、查看设备名、设备号，cat /proc/devices手工创建设备文件mknod /dev/设备文件名设备类型主设备号此设备号；5、创建测试文件，编写测试程序；6、编译运行测试文件。
实验步骤与调试过程：添加模块：# cd /lib/modules# insmod memdev.ko添加设备节点：# cd /dev# cat /proc/devices 查看设备号# mknod memdev0 c 260 0运行应用程序# ./memdevapp以上方法采用的动态编译驱动，也可以静态方式将驱动编译进内核1.将memdev.h和memdev.c两个驱动源文件拷贝至内核linux-2.6.24/drivers/char 目录2.修改该目录下Kconfig文件，添加如下内容config MEMDEV_DRIVERtristate "memdev driver"depends on MACH_SMDK2440default y if MACH_SMDK2440helpthis option enables support for memdev experiment3.修改该目录下Makefile，添加如下内容obj-$(CONFIG_MEMDEV_DRIVER) +=memdev.o4.在make menuconfig时在字符设备中找到菜单项“memdev drinver”，选择为Y 或M，编译进内核还是模块。
1、编写驱动程序memdev.c，实现读、写、定位功能；2、编写makefile文件；执行make，生成*.ko文件；3、执行insmod命令，安装加载内核模块；4、查看设备名、设备号，cat /proc/devices手工创建设备文件mknod /dev/设备文件名设备类型主设备号此设备号；5、创建测试文件，编写测试程序；6、编译运行测试文件。
操作系统实验报告四_字符类型设备的驱动程序
三,实验内容和实验步骤
一,实验内容 编写一个简单的字符设备驱动程序.要求该字符设备包括 scull_open(),scull_write(), scull_read(),scull_ioctl(),scull_realease()5 个基本操作,还应再编写一个测试程序用来测试用 户所编写的字符设备驱动程序. 二,程序代码 scull_open() int scull_open(struct inode *node,struct file *filp) { MOD_INC_USE_COUNT; printk("This chrdev is in open\n"); return 0; } scull_write() int scull_write(struct inode *inode,struct file *filp,const char *buffer,int count;) {
滁州学院实验报告
操作系统
实验名称 课程名称 组 号
操作系统 2
实验报告
字符类型设备的驱动程序
四
实验时间 同
1, 了解 Linux 操作系统中的设备驱动程序的组成 2, 编写简单的字符设备驱动程序并进行测试; 3, 理解 Linux 操作系统的设备管理机制.
二,实验环境
Write By 吴朔
滁州学院实验报告
if(count < 0) return -EINVAL; if(age || scull.new_msg) return -EBUSY; age = 1; kfree(scull.data); data = kmalloc(sizeof(char)*(count + 1),GFP_KERNEL); if(!scull.data) { return -EMOMEM; } copy_from_user(scull.data,buffer,count + 1); age = 0; scull.new_msg = 1; return count; } scull_read() int scull_read(struct inode *inode,struct file*filp,char*buffer,int count) { int length; if(count < 0) return -EINVAL; if(age) return -EBUSY; age = 1; if(scull.data == 0) return 1; length = strlen(scull.data); if(length < count) count = length; copy_to_user(buf,scull.data,count + 1); scull.new_msg = 0; age = 0; return count; } scull_ioctl() #include<linux/ioctl.h> #define SCULL_MAJOR 0 #define SCULL_MAGIC SUCLL_MAJOR #define SCULL_RESET _IO(SCULL_MAGIC,0) #define SCULL_QUERY_NEW_MSG _IO(SCULL_MAGIC,1) #define SCULL_QUERY_MSG_LENGTH _IO(SCULLL_MAGIC,2) #define IOC_NEW_MSG 1 static int usage,new_msg;
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Linux系统驱动开发之字符设备虚拟设备实
验
本系列图文（教程）均以全志H3开发板为实验板设计，字符设备驱动开发是最基础的驱动开发。
其本质是按字节进行读写操作，读写数据是分先后顺序的。
（LED）、按键、I（IC）、SPI、（USB）等等都是字符设备，驱动加载成功以后会在“/dev”目录下生成相应的文件，应用程序通过对“/dev/xxx进行操作即可实现对（硬件）的控制”。
应用程序中的每一个系统调用，都在驱动程序中有相应的驱动函数，（Linux）内核文件中存在着一个内核驱动操作函数集合，以结构体file_opera（ti）ons展现。
static inline int register_chrdev(unsigned int maj（or）, const char *name,const struct file_operations *fops)static inline void unregister_chrdev(unsigned int major, const char *name) 最后我们需要在驱动中加入LICENSE 信息和信息，其中LICENSE 是必须添加的，否则的话编译的时候会报错，信息非必须。
添加函数为：
MODULE_LICENSE()MODULE_AUTHOR() Linux如何判断当下的设备就是程序想要调用的那一个呢，通过设备号对设备进行唯一匹配。
有动态和静态两种分配方式，我们先讲解旧的驱动设备注册方式（静态），也就是使用register_chrdev函数注册设备。
其三个参数分
别是主设备号（手动分配），设备名称（字符串），函数集合指针结构体。
主设备号的可选范围是0-4095，所以使用之前先查看开发板的Linux系统还有哪些设备号没有用，使用命令cat /proc/devices查看。
最后就是完整的编写驱动和应用程序，驱动程序完成设备打开，读写操作，使用一个虚拟读写设备做一个简单的例子。
借助copy_to_user（将内核态数据复制到用户态）和printk函数（内核态）完成（模拟）。
共分以下几步
•编写驱动程序（对printk的解释内核态，设备注册等）
•编写App程序（open等函数）
•编译驱动程序成.ko 测试（编写Makefile文件）
•编译App
•（下载）到（TF）的rootfs分区下
•找到相应文件夹下加载模块insmod **.ko
•查看系统中的所有设备cat /proc/devices
•创建设备节点文件mknod /dev/chrdevbase c 200 0 然后再执行上一步查看设备是否多了chrdevbase
c表示字符设备，200是主设备号，0是次设备号
•如果App要读写chrdevbase设备，直接操作/dev/chrdevbase 就可以
读操作测试./chrdevbaseApp /dev/chrdevbase 1。