linux字符设备驱动课程设计报告

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linux字符设备驱动课程设计报告

一、课程设计目的Linux 系统的开源性使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用，但其本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序，特别是由于工程应用中的灵活性，其驱动程序更是难以统一，这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。

对用户而言，设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口，一般来说是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以像对其它文件一样对此设备文件进行操作。

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，提高自己的动手能力。

二、课程设计内容与要求字符设备驱动程序1、设计目的：掌握设备驱动程序的编写、编译和装载、卸载方法，了解设备文件的创建，并知道如何编写测试程序测试自己的驱动程序是否能够正常工作2、设计要求：1) 编写一个简单的字符设备驱动程序，该字符设备包括打开、读、写、I\O控制与释放五个基本操作。

2) 编写一个测试程序，测试字符设备驱动程序的正确性。

3) 要求在实验报告中列出Linux内核的版本与内核模块加载过程。

三、系统分析与设计1、系统分析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。

字符设备提供给应用程序的是一个流控制接口，主要包括op e n、clo s e（或r ele as e）、r e ad、w r i t e、i o c t l、p o l l和m m a p等。

字符设备驱动程序课程设计报告

字符设备驱动程序课程设计报告字符设备驱动程序课程设计报告中南大学字符设备驱动程序课程设计报告姓名：王学彬专业班级：信安1002班学号：0909103108课程：操作系统安全课程设计指导老师：张士庚一、课程设计目的1.了解Linux字符设备驱动程序的结构；2.掌握Linux字符设备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字符设备驱动程序的编写方法及过程；4.掌握Linux字符设备驱动程序的加载方法及测试方法。

二、课程设计内容5.设计Windows XP或者Linux操作系统下的设备驱动程序;6.掌握虚拟字符设备的设计方法和测试方法；7.编写测试应用程序，测试对该设备的读写等操作。

三、需求分析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(chardevice)，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。

Linux字符设备驱动机制探索论文-精品

Linux字符设备驱动机制探索论文课程名称Linux内核设计与实现姓名王华山班级10计科（嵌入式）学号1031301224院系数计学院专业计算机科学与技术目录 (1)一．字符设备概述 (2)二．相关数据结构之间的关系说明 (10)三．字符设备驱动实例 (12)四．字符设备驱动中的并发控制 (19)五．字符设备的阻塞与非阻塞操作 (21)六．参考文献 (23)七．心得体会 (24)一．字符设备概述1.字符设备是指在I/O传输过程中以字符为单位进行传输的设备，例如键盘，打印机等。

但以字符为单位并不一定是指以字节为单位。

字符设备驱动程序中会涉及到许多有关设备的概念，如什么是设备文件、什么是主次设备号、如何注销设备号、字符设备中有哪些主要的数据结构及它们的作用各是什么、各种函数调用方法等等，下面介绍部分相关概念。

（1）设备文件及其作用概念：linux 设备文件就是一个实实在在看得见的文件，只不过这个文件是“设备类型”，它是用来代表一个设备的，一般在设备驱动加载之后创建，在设备驱动卸载后移除。

有了设备文件，如果想对设备进行等操作。

只需对设备文件进行等操作即可。

实现流程：设备文件操作----->系统内核----->设备驱动----->硬件设备，设备文件也是一个文件，c 库中对文件的操作包括打开、写、读、定位等，分别是通过fopen、fwrite、fread、fseek 等c 库函数实现的。

作用：设备驱动的作用就是将这些对设备文件的打开、读、写、定位等操作转化为对硬件设备的打开、读、写、定位等操作。

创建设备文件的方法：1.手工创建mknod 方法：mknok filename type major minor（major-主设备号；minor-次设备号；type-设备类型可取：c（字符设备），b（块设备））执行此命令之后就可以看到在当前目录下生成了一个名为filename 的文件。

2.自动创建（2）主次设备号及其作用概念：设备号就是系统为设备分配的一个编号。

基于ARM的嵌入式Linux字符设备驱动设计研究

基于ARM的嵌入式Linux字符设备驱动设计研究【摘要】本文描述了基于ARM嵌入式Linux的字符设备驱动设计，设备调用的过程，阐述了嵌入式linux下字符设备驱动设计中的关键技术，包括设备的注册、中断响应卸载等。

【关键词】字符设备；驱动设计；设备调用1.引言随着嵌入式系统的发展，嵌入式Linux以其稳定性和开放源代码的优点在嵌入式系统的开发中得到广泛应用。

越来越多的软硬件厂商使用嵌入式Linux来开发自己的产品，对于嵌入式Linux平台开发设备的驱动程序和应用程序的需求在成倍增长。

2.驱动程序驱动程序为应用程序提供了操作设备的接口；Linux设备分为字符设备，块设备和网络设备。

字符设备是以字节流的方式被访问的设备，是所有设备中相对简单的设备。

一般的访问方式是字符设备被映射到Linux文件系统的文件和目录，通过文件系统的系统调用接口open（），write（），read（），close（）等函数访问字符设备，实现设备的操作。

3.系统字符设备驱动程序的设计方法Linux驱动程序是设备与具体的应用程序的中间层，它提供操作设备的接口，应用程序员不需要知道具体设备工作细节，只要调用一组标准化的函数就能完成对设备的操作，这些标准化的函数与具体的驱动没有关系，而将这些函数映射到作用于具体设备上的操作则与驱动程序相关。

以下具体介绍字符设备调用及驱动的实现方法。

一般对于字符设备的访问分为：初始化、中断调用响应、释放等过程。

3.1 初始化设备初始化通过初始化函数实现，Linux系统中，设备驱动的初始化函数负责注册设备，并完成驱动程序必要的初始化以及申请中断等。

Linux系统使用module_init宏指定初始化函数。

在初始化函数中调用regiSTer_chrdev函数向系统注册字符设备，通过request_IRq函数申请中断。

例如初始化函数如下：static int__init moto_init（void）{int ret；ret=register_chrdev（MOTO_MAJOR，”moto”，&moto_fops）；if（ret）{printk（KERN_ERR”%s：can’t get major %d.＼n”，__func__，MOTO_MAJOR）；return ret；}printk（KERN_INFO”%s：register moto device successfully.＼n”，__func__）；return 0；}其中，register_chrdev函数的第一个参数为主设备号，如果为0则系统为此驱动程序动态地分配一个主设备号；第二个参数是设备名称，这里是以moto为设备名称；第三个参数moto_fops是默认的struct file_operations结构体。

实验五嵌入式Linux设备驱动开发试验

合肥学院嵌入式系统设计实验报告（2013- 2014第二学期）专业： 11自动化卓越班实验项目：实验五 Linux设备驱动开发实验实验时间： 2014 年 5 月 20实验成员：、_____指导老师：干开峰电子信息与电气工程系2014年4月制一、实验目的1、熟悉嵌入式Linux下设备驱动程序的设计的进本方法。

2、掌握字符设备驱动程序的设计和调试方法。

3、熟悉设备驱动的测试和使用。

二、实验内容本实验要求学生熟悉嵌入式Linux下设备驱动程序的设计的基本方法，掌握字符设备驱动程序的设计和调试方法，完成LED驱动程序的编写和调试，并在目标开发板上测试。

三、实验步骤1、在linux-2.6.32.2/arch/arm/plat-s3c24x文件夹中打开gpio.c文件，查看s3c2410_gpio_cfgpin函数，void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function){void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);unsigned long mask;unsigned long con;unsigned long flags;if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {mask = 1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);} else {mask = 3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;}switch (function) {case S3C2410_GPIO_LEAVE:mask = 0;function = 0;break;case S3C2410_GPIO_INPUT:case S3C2410_GPIO_OUTPUT:case S3C2410_GPIO_SFN2:case S3C2410_GPIO_SFN3:if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {function -= 1;function &= 1;function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);} else {function &= 3;function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;}}/* modify the specified register wwith IRQs off */local_irq_save(flags);con = __raw_readl(base + 0x00);con &= ~mask;con |= function;__raw_writel(con, base + 0x00);local_irq_restore(flags);}2、在drivers/char目录下，我们建立一个驱动程序文件mini2440_leds.c，内容如下：#include <linux/miscdevice.h>#include <linux/delay.h>#include <asm/irq.h>#include <mach/regs-gpio.h>#include <mach/hardware.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>#include <linux/mm.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/types.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/moduleparam.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/ioctl.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/string.h>#include <linux/list.h>#include <linux/pci.h>#include <linux/gpio.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/atomic.h>#include <asm/unistd.h>#define DEVICE_NAME "leds"//设备名(/dev/leds)//LED对应的GPIO端口列表static unsigned long led_table [] = {S3C2410_GPB(5),S3C2410_GPB(6),S3C2410_GPB(7),S3C2410_GPB(8),};//LED对应端口将要输出的状态列表static unsigned int led_cfg_table [] = {S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,S3C2410_GPIO_OUTPUT,};/*ioctl函数的实现* 在应用/用户层将通过ioctl函数向内核传递参数，以控制LED的输出状态*/static int sbc2440_leds_ioctl(struct inode *inode,struct file *file,unsigned int cmd,unsigned long arg){switch(cmd) {case 0:case 1:if (arg > 4) {return -EINVAL;}//根据应用/用户层传递来的参数(取反)，通过s3c2410_gpio_setpin函数设置LED对应的端口寄存器，s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], !cmd);return 0;default:return -EINVAL;}}/** 设备函数操作集，在此只有ioctl函数，通常还有read, write, open, close等，因为本LED驱动在下面已经* 注册为misc设备，因此也可以不用open/close*/static struct file_operations dev_fops = {.owner = THIS_MODULE,.ioctl = sbc2440_leds_ioctl,};/** 把LED驱动注册为MISC设备*/static struct miscdevice misc = {.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR, //动态设备号.name = DEVICE_NAME,.fops = &dev_fops,};/** 设备初始化*/static int __init dev_init(void){int ret;int i;for (i = 0; i < 4; i++) {//设置LED对应的端口寄存器为输出(OUTPUT)s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);//设置LED对应的端口寄存器为低电平输出，在模块加载结束后，四个LED应该是全部都是发光状态s3c2410_gpio_setpin(led_table[i], 0);}ret = misc_register(&misc); //注册设备printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n"); //打印初始化信息return ret;}static void __exit dev_exit(void){misc_deregister(&misc);}module_init(dev_init); //模块初始化，仅当使用insmod/podprobe命令加载时有用，如果设备不是通过模块方式加载，此处将不会被调用module_exit(dev_exit);//卸载模块，当该设备通过模块方式加载后，可以通过rmmod命令卸载，将调用此函数MODULE_LICENSE("GPL"); //版权信息MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");//开发者信息3、我们添加LED设备的内核配置选项，打开drivers/char/Kconfig文件，添加如下部分内容：config LEDS_MINI2440tristate "LED Support for Mini2440 GPIO LEDs"depends on MACH_MINI2440default y if MACH_MINI2440helpThis option enables support for LEDs connected to GPIO lines on Mini2440 boards.4、把对应的驱动目标文件加入内核中，打开linux-2.6.32.2/drivers/char/Makefile文件，添加如下部分内容：obj-$(CONFIG_LEDS_MINI2440) += mini2440_leds.o这样，我们就在内核中添加做好了LED驱动。

Linux及Linux设备驱动程序设计

目录正文 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。

1. 主要功能 (1)2. 功能模块 (1)2.1. 字符设备驱动程序的基本数据结构 (2)2.1.1. file_operations结构 (2)2.1.2. inode结构 ............................................................ 错误!未定义书签。

2.1.3. file结构 (3)2.2. 字符设备驱动程序的初始化和清除函数 (4)2.2.1. 初始化函数scull_init( )的实现 (4)2.2.2. 清除函数scull_exit( )的实现 (4)2.3. 字符设备驱动程序的入口点 (5)2.3.1. open( )操作的实现 (5)2.3.2. release( )操作的实现 (6)2.3.3. read( )操作的实现 (6)2.3.4. write( )操作的实现 (6)2.3.5. llseek( )操作的实现 (7)2.4. 设备驱动程序的编译、装卸和卸载 (7)设备驱动程序的编译方式 (7)2.4.1. 设备驱动模块的编译 (8)2.4.2. 设备驱动模块的装载 (8)2.4.3. 设备驱动模块的卸载 (9)3. 程序流程图 (10)4. 程序调试 (11)4.1. 用vi编辑器编写程序 (11)4.2. 头文件无法找到 (12)4.3. 程序运行结果 (13)5. 总结 (14)6. 附录： (14)1.主要功能因为Linux系统将所有的外围设备都高度抽象成一些字节序列，并且以文件形式来表示这些设备。

所以Linux设备驱动程序被集成在内核中，构成了处理或操作硬件控制器的软件模块。

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

5. 用命令 insmod char_dev.ko 加载
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 */

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。

第6章Linux 驱动程序实验-1

11
LED 字符设备驱动程序实验
4）使用 LED 测试程序 a.运行 cygwin，进入 test-led 实验程序所在目录，执行以下命令编译链接测试程 „„(书P181) b. 编译好测试程序后，启动目标板 Linux 操作系统；在主机上运行 TFTPD32.exe，通过以太网使用 tftp 方式下载刚才编译的测试程序，到目标板 Linux/var 目录下。例如使用 tftp 下载，在 Linux 的输入终端里输入如下命令。 „„(书P181) c. 修改 test-led 程序的属性，使其拥有可执行属性，执行以下命令： „„(书P182) 4. 观察实验结果执行下载到 Linux 系统的 test-led 测试程序，观察目标开发板上 LED 的点亮情况及串口输出
(在上完第7章后再上本章)
第6章 Linux 驱动程序实验-1 ---LED 字符设备驱动程序实验
1
LED 字符设备驱动程序实验
【实验目的】 1．通过实验掌握 Linux 字符设备驱动程序编写 2．通过实验了解 Linux 设备驱动程序模块结构 3．通过实验了解 EduKit2410 LED 驱动设计原理
13
修改配置文件 char/Config.in 文件(加一行) 注意:请用记事本或不自动换行的编辑软件
14
修改kernel/drivers/Makefile文件
15
修改kernel/Makefile文件
16
重新编译内核映象文件 zImage
17
重新编译内核映象文件 zImage--make xconfig
12
在$WORKDIR/kernel/drivers/目录下新建一个名称为 led 文件夹，把按照要求编写好的 LED 驱动程序 led-edukit-s3c2410.c, 编译规则文件 Makefile 和配置文件 Config.in 拷贝到目录下 (上面三个文件能在$WORKDIR/drivers/0701_driver-led/下找到,但 Makefile不能直接用,要按书P178修改!!! 注意Makefile.kernel文件)

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

Linux驱动开发实验报告

Linux驱动开发实验报告目录Linux驱动开发实验报告 (1)实验一、Linux内核移植实验 (3)1.1 资源 (3)1.2 解压源码包 (3)1.3 修改Makefile文件，支持交叉编译 (3)1.1 得到.config文件 (3)1.5 修改Nand Flash分区 (4)1.6 添加LCD支持 (5)1.7 添加网卡驱动 (6)1.8 添加YAFFS文件系统支持 (7)1.9 内核配置（即内核裁剪） (8)1.10 编译内核 (9)1.11 烧写内核 (10)实验二、ARM Norflash驱动实验 (10)2.1、环境 (10)2.2、目的 (11)2.3、实验步骤 (11)实验三、嵌入式linux驱动实验 (15)3.1、实验目的 (15)3.2、实验原理 (15)3.3、参考程序 (17)3.4、实验步骤 (25)3.5、实验结果 (30)3.6、实验体会 (30)实验四、LCD驱动实验 (30)4.1、实验目的 (30)4.2、实验设备（环境）及要求 (30)4.3、试验结果 (32)4.4、实验总结 (32)实验五、DM9000网卡驱动 (33)5.1、实验目的 (33)5.2、实验设备（环境）及要求 (33)5.3、实验内容与步骤 (33)5.4、试验结果 (35)5.5、实验总结 (35)实验一、Linux内核移植实验1.1 资源1.linux-2.6.24.1.tar.bz2 （Linux内核源码的压缩包，下载地址）2.yaffs2.tar.gz （yaffs文件系统源码的压缩包）3.dm9000.h和dm9000.c （dm9000网卡驱动程序）1.2 解压源码包1.在XP中，把“01/下午/src”文件夹拷贝到“//192.168.1.12”的共享文件夹uptech内，并把uptech中的“src”更名为“01 linux”2.在Linux虚拟机中进入该文件夹“cd /home/uptech/01 linux”ls可见1个文件：“linux-2.6.24.1.tar.bz2”、“yaffs2.tar.gz”、“dm9000.h”、“dm9000.c”◆bz2压缩包用“tar jxvf”解压◆gz压缩包用“tar zxvf”解压3.解压Linux源码压缩包，即输入命令“tar jxvf linux-2.6.21.1.tar.bz2”4.解压YAFFS源码压缩包，即输入命令“tar zxvf yaffs2.tar.gz”1.3 修改Makefile文件，支持交叉编译1.cd /home/uptech/01 linux/linux-2.6.21.2，该目录下就是linux的内核源码2.修改Makefile文件，使之支持交叉编译，也就是在Linux上编译出ARM开发板上运行的内核程序。

linux-GPIO驱动实验

GPIO驱动实验一、实验目的1.理解Linux GPIO驱动程序的结构、原理。

2.掌握Linux GPIO驱动程序的编程。

3.掌握Linux GPIO动态加载驱动程序模块的方法。

二、实验内容1. 编写GPIO字符设备驱动程序。

2. 编写Makefile文件。

3. 编写测试程序。

4. 调试GPIO驱动程序和测试程序。

三、实验设备1.硬件：PC机，基于ARM9系统教学实验系统实验箱1台；网线；串口线，电压表。

2.软件：PC机操作系统；Putty；服务器Linux操作系统；arm-v5t_le-gcc交叉编译环境。

3.环境：ubuntu12.04.4；文件系统版本为filesys_clwxl；烧写的内核版本为uImage_slh_gpio，编译成的驱动模块为davinci_dm365_gpios.ko，驱动源码见GPIO文件夹。

四．预备知识4.1 概述在嵌入式系统中，常常有数量众多，但是结构却比较简单的外部设备/电路，对这些设备/电路有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用作输入信号。

而且，许多这样的设备/电路只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了，例如灯的亮与灭。

对这些设备/电路的控制，使用传统的串行口或并行口都不合适。

所以在微控制器芯片上一般都会提供一个通用可编程I/O接口，即GPIO （General Purpose Input Output）。

GPIO的驱动主要就是读取GPIO口的状态，或者设置GPIO口的状态。

就是这么简单，但是为了能够写好的这个驱动，在LINUX上作了一些软件上的分层。

为了让其它驱动可以方便的操作到GPIO，在LINUX里实现了对GPIO操作的统一接口，这个接口实则上就是GPIO驱动的框架。

在本实验中，将编写简单的GPIO驱动程序来控制LCD液晶屏屏幕的亮灭，然后动态加载模块，并编写测试程序，以验证驱动程序。

4.2 实现的功能1> 设置对应的GPIO口为输出。

(完整word版)简单字符设备驱动程序的设计(word文档良心出品)

实验五：简单字符设备驱动程序的设计实验学时：4实验类型：（设计）一、实验目的1. 理解设备驱动程序的处理过程；2. 掌握Linux设备驱动程序开发的基本过程和设计方法；3. 学会编写简单的字符设备驱动程序。

二、实验条件Linux操作系统gcc三、实验原理及相关知识设备驱动程序是I/O进程与设备控制器之间的通信程序。

驱动程序的功能：⑴接收由设备独立性软件发来的命令和参数，并将命令中的抽象要求转换为具体的要求。

⑵检查用户I/O请求的合法性，了解I/O设备的状态，传递有关参数，设置设备的工作方式。

⑶发出I/O命令。

⑷及时响应由控制器或通道发来的中断请求，并根据其中断类型调用相应的中断处理程序进行处理。

⑸对于设置有通道的计算机系统，驱动程序还应能够根据用户的I/O请求，自动地构建通道程序。

设备驱动程序的处理过程：⑴将抽象要求转换为具体要求⑵检查I/O设备请求的合法性⑶读出和检查设备的状态⑷传送必要的参数⑸工作方式的设置⑹启动I/O设备Linux系统中，设备驱动程序是操作系统内核的重要组成部分，它与硬件设备之间建立了标准的抽象接口。

通过这个接口，用户可以像处理普通文件一样，对硬件设备进行打开(open)、关闭(close)、读写(read/write)等操作。

通常设备驱动程序接口是由结构file_operations结构体向系统说明的，它定义在include/linux/fs.h中。

file_operations的数据结构如下：struct file_operations {struct module *owner;loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);ssize_t (*read) (struct file *, char_user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*write) (struct file *, const char _user *, size_t, loff_t *);ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t);int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);int (*open) (struct inode *, struct file *);int (*flush) (struct file *, fl_owner_t id);int (*release) (struct inode *, struct file *);int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync);int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync);int (*fasync) (int, struct file *, int);...};⑴open 入口点：open函数负责打开设备、准备I/O。

linux设备驱动程序之简单字符设备驱动

linux设备驱动程序之简单字符设备驱动⼀、linux系统将设备分为3类：字符设备、块设备、⽹络设备。

使⽤驱动程序：1、字符设备：是指只能⼀个字节⼀个字节读写的设备，不能随机读取设备内存中的某⼀数据，读取数据需要按照先后数据。

字符设备是⾯向流的设备，常见的字符设备有⿏标、键盘、串⼝、控制台和LED设备等。

2、块设备：是指可以从设备的任意位置读取⼀定长度数据的设备。

块设备包括硬盘、磁盘、U盘和SD卡等。

每⼀个字符设备或块设备都在/dev⽬录下对应⼀个设备⽂件。

linux⽤户程序通过设备⽂件（或称设备节点）来使⽤驱动程序操作字符设备和块设备。

⼆、字符设备驱动程序基础:1、主设备号和次设备号（⼆者⼀起为设备号）：⼀个字符设备或块设备都有⼀个主设备号和⼀个次设备号。

主设备号⽤来标识与设备⽂件相连的驱动程序，⽤来反映设备类型。

次设备号被驱动程序⽤来辨别操作的是哪个设备，⽤来区分同类型的设备。

linux内核中，设备号⽤dev_t来描述，2.6.28中定义如下： typedef u_long dev_t; 在32位机中是4个字节，⾼12位表⽰主设备号，低12位表⽰次设备号。

可以使⽤下列宏从dev_t中获得主次设备号：也可以使⽤下列宏通过主次设备号⽣成dev_t: MAJOR(dev_t dev); MKDEV(int major,int minor);MINOR(dev_t dev);View Code//宏定义：#define MINORBITS 20#define MINORMASK ((1U << MINORBITS) - 1)#define MAJOR(dev) ((unsigned int) ((dev) >> MINORBITS))#define MINOR(dev) ((unsigned int) ((dev) & MINORMASK))#define MKDEV(ma,mi) (((ma) << MINORBITS) | (mi))2、分配设备号（两种⽅法）：（1）静态申请：int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, const char *name)；View Code/*** register_chrdev_region() - register a range of device numbers* @from: the first in the desired range of device numbers; must include* the major number.* @count: the number of consecutive device numbers required* @name: the name of the device or driver.** Return value is zero on success, a negative error code on failure.*/（2）动态分配：int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)；View Codeint alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, const char *name)；/*** alloc_chrdev_region() - register a range of char device numbers* @dev: output parameter for first assigned number* @baseminor: first of the requested range of minor numbers* @count: the number of minor numbers required* @name: the name of the associated device or driver** Allocates a range of char device numbers. The major number will be* chosen dynamically, and returned (along with the first minor number)* in @dev. Returns zero or a negative error code.*/注销设备号：void unregister_chrdev_region(dev_t from, unsigned count)；创建设备⽂件：利⽤cat /proc/devices查看申请到的设备名，设备号。

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

} while(strncmp(buff, "quit", 4));
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) {

linux字符设备驱动程序设计概述（转）

linux字符设备驱动程序设计概述（转）linux字符设备驱动程序设计概述（转）字符设备是最基本、最常用的设备。

概括的说，字符设备驱动主要要做三件事：1、定义一个结构体static struct file_operations变量，其内定义一些设备的打开、关闭、读、写、控制函数；2、在结构体外分别实现结构体中定义的这些函数；3、向内核中注册或删除驱动模块。

具体如下：字符设备提供给应用程序流控制接口有：open/close/read/write/ioctl，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，Linux对这些操作统一做了抽象struct file_operationsfile_operations结构体的例子如下static struct file_operations myDriver_fops = {owner: THIS_MODULE,write: myDriver_write,read: myDriver_read,ioctl: myDriver_ioctl,open: myDriver_open,release: myDriver_release,};该结构体规定了驱动程序向应用程序提供的操作接口：实现write操作从应用程序接收数据送到硬件。

例：static ssize_t myDriver_write(struct file *filp, const char *buf, size_t count, loff_t *f_pos){size_t fill_size = count;PRINTK("myDriver write called!\n");PRINTK("\tcount=%d, pos=%d\n", count, (int)*f_pos);if(*f_pos >= sizeof(myDriver_Buffer)){PRINTK("[myDriver write]Buffer Overlap\n");*f_pos = sizeof(myDriver_Buffer);return 0;}if((count + *f_pos) > sizeof(myDriver_Buffer)){PRINTK("count + f_pos > sizeof buffer\n");fill_size = sizeof(myDriver_Buffer) - *f_pos;}copy_from_user(&myDriver_Buffer[*f_pos], buf, fill_size);*f_pos += fill_size;return fill_size;}其中的关键函数u_long copy_from_user(void *to, const void *from, u_long len);把用户态的数据拷到内核态，实现数据的传送。