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：***
专业班级：信安1002班
学号：**********
课程：操作系统安全课程设计
指导老师：***
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
字符串常量english占几个字节
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(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”。
图3.1驱动程序的结构
3.3.1 内核模块
内核模块是Linux内核的重要组成要素，内核模块能在Linux系统启动之后能够动态进行装载和卸载，因此不需对内核进行重新编译或重启系统就可将内核的一部分替换掉，Linux内核的所有设备驱动，文件系统，网络协议等可做成模块的形式来提供。在所有的模块中需记录编译的内核版本信息，并与当前执行的内核版本一致。即，模块具有版本依赖性，如果不一样就会出错，当然可以在模块程序中的include之前通过宏定义#define__NO_VERSION__表明不定义模块的版本

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