2019-2020情報セキュリティシステムの設計基準20175306 2,017,530,920,175,322実験4ペリフェラル・ドライバ・デザイン

目的と手順

4ペリフェラルドライバの設計を実験-1

要件：のクラス全体の章XIにおける学習リソース「hqyj標準組込みLinuxアプリケーション開発チュートリアル.PDF。」
写真の提出コーネルノート（以上いずれかになります）
注意事項：

4周辺駆動設計実験-2

要件：「hqyj標準組み込みLinuxアプリケーションの開発チュートリアル.PDF」のクラス全体でのUbuntuのテストテストリソースの完成章XIは、
よりであることを、コンパイルに提出するロードモジュール、モジュールのスクリーンショットをアンロード、テストラン（張、フルスクリーン、学生番号情報を反映します）

ドライバのソースコード：

//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;
/*读函数*/
static ssize_t test_read(struct file *file,
char *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    int len;
    if (count < 0 )
    {
        return -EINVAL;
    }
    len = strlen(data);
    count = (len > count)?count:len;
    if (copy_to_user(buf, data, count))
    {
        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)
    {
        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 *dev, int minor,
struct file_operations *fops)
{
    int err, devno = MKDEV(major, minor);
    cdev_init(dev, fops);
    dev->owner = THIS_MODULE;
    dev->ops = fops;
    err = cdev_add (dev, devno, 1);
    if (err)
    {
        printk (KERN_NOTICE "Error %d adding test %d", err, minor);
    }
}
/* 虚拟设备的 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,
};
/*模块注册入口*/
int init_module(void)
{
    int result;
    dev_t dev = MKDEV(major, 0);
    if (major)
    {
    /* 静态注册一个设备，设备号先前指定好，并设定设备名，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", major);
    return 0;
}
/*卸载模块*/
void cleanup_module(void)
{
    cdev_del(&test_dev);
    unregister_chrdev_region(MKDEV(major, 0), 1);
    printk("Test device uninstalled\n");
}

仮想デバイスドライバ

//Makefile

ifeq ($(KERNELRELEASE),)
KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
modules:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
modules_install:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
clean:
    rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions
.PHONY: modules modules_install clean
else
    obj-m := test_drv.o
endif

ロードモジュールのスクリプト

//test_drv_load

#!/bin/sh
# 驱动模块名称
module="test_drv"
# 设备名称。在/proc/devices 中出现
device="test_dev"
# 设备文件的输性
mode="664"
group="david"
# 删除已存在的设备节点
rm -f /dev/${device}
# 加载驱动模块
/sbin/insmod -f ./$module.ko $* || exit 1
# 查到设备的主设备号
major=`cat /proc/devices | awk "\\$2==\"$device\" {print \\$1}"`
# 创建设备文件节点
mknod /dev/${device} c $major 0
# 设置设备文件属性
chgrp $group /dev/${device}
chmod $mode /dev/${device}

アンインストールスクリプトモジュール

//test_drv_unload

#!/bin/sh
module="test_drv"
device="test_dev"
# 卸载驱动模块
/sbin/rmmod $module $* || exit 1
# 删除设备文件
rm -f /dev/${device}
exit 0

テストコード：

//test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define TEST_DEVICE_FILENAME "/dev/test_dev" /* 设备文件名*/
#define BUFF_SZ 1024 /* 缓冲大小 */
int main()
{
    int fd, nwrite, nread;
    char buff[BUFF_SZ]; /*缓冲区*/
    /* 打开设备文件 */
    fd = open(TEST_DEVICE_FILENAME, O_RDWR);
    if (fd < 0)
    {
        perror("open");
        exit(1);
    }
    do
    {
        printf("Input some words to kernel:");
        memset(buff, 0, BUFF_SZ);
        if (fgets(buff, BUFF_SZ, stdin) == NULL)
        {
            perror("fgets");
            break;
        }
        buff[strlen(buff) - 1] = '\0';
        if (write(fd, buff, strlen(buff)) < 0) /* 向设备写入数据 */
        {
            perror("write");
            break;
        }
        if (read(fd, buff, BUFF_SZ) < 0) /* 从设备读取数据 */
        {
            perror("read");
            break;
        }
        else
        {
            printf("The read string is from kernel:%s\n", buff);
        }
    }while(strncmp(buff, "quit", 4));
    close(fd);
    exit(0);
}

実験とスクリーンショット

ドライバモジュールをコンパイルする仮想デバイスドライバのソースディレクトリには1
で最初にsu管理者モードに入るように命令し、パスワードを入力するか、または操作する権限をコンパイルした後に行うことは十分ではありません。
後はmake直接すべてのコンパイル済み

2.ロードモジュールはtest_drv_load
最初に、古いルールをchmod +x test_drv_loadそれのために許可を与えるために、コマンド、次に./test_drv_load実行します

今回は、駆動装置test_devをロードしていた時に、ディレクトリを入力しcd /proc、その後、cat devicesあなたが見ることができます

/ devディレクトリでは、デバイスを見ることができますcd /dev

デバイスの詳細については：

3.コンパイルおよびテストプログラムtest.cの実行
gcc test.c -o test
./test

4.アンインストールドライバ
の権限を追加する前にchmod +x test_drv_unload、その後、およびアンインストーラを実行します./test_drv_unload

実験で発生する問題

ドライバモジュールをコンパイルするときに一度、およびときに長いメモリのアンインストール、ドライバの背後にある時、再びモジュールをロードし、直接解く許可を与える：最大の問題は、特権の欠如である、それが二回表示されます。

実験的な思考

1.学会了使用康奈尔笔记法做笔记，学会把笔记记在右侧区域，课后总结笔记写在左侧，复习的时候复述要点写在下面。
2.重新学习了make编译的方法，上上次测验的时候make就失败了，后来发现是自己makefile写的有问题，经过多次改正才得以正确使用。
3.嵌入式Linux设备驱动程序的开发操作命令不难，难在创建字符设备和模块注册，由于C语言基础过于差劲，理解出现了很大的困难。
4.最后运行test的时候还有个小插曲，一模一样的代码和实验步骤走下来，一台电脑可以运行，另外两台完全不行，现在也是个谜。