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BSP大作业

[BSP前置培养大作业.pdf](H:\123\新建文件夹\WeChat Files\wxid_m7uts4kc8omo22\FileStorage\TempFromPhone\BSP前置培养大作业.pdf)

虚拟机配置Ubuntu20.04

虚拟机配置Ubuntu20.04新手全流程【其他系统版本安装同理】_哔哩哔哩_bilibili

搭建qemu

无需开发板，8分钟通过qemu搭建嵌入式linux自学环境_哔哩哔哩_bilibili

配置完后

安装qemu

wget https://download.qemu.org/qemu-9.2.4.tar.xz

解压

tar xJf qemu-9.2.4.tar.xz.tar.xz

报错 安装gcc

sudo apt install gcc

ubuntu20.04源码编译安装qemu（qemu8.2）_either install ensurepip, or alleviate the need fo-CSDN博客

安装一些基础配置

(35 封私信 / 14 条消息) qemu源码编译（完整图文教程） - 知乎

vscode+bear+clangd实现阅读代码精准跳转

有其他版本吗 这个文件夹

1我已经准备好了 大概需要多久 已经在编译了

2也准备好了

3.编译完成了 qumu已经启动了

做一个启动文件把 在这

qumu在/home/linqiutian/workspace/

启动脚本 方式

qemu-system-aarch64
-machine virt
-cpu cortex-a57
-m 2G
-kernel /home/linqiutian/workspace/linux/arch/arm64/boot/Image
-initrd /home/linqiutian/workspace/initramfs_arm64.img
-append “console=ttyAMA0 root=/dev/ram rdinit=/sbin/init”
-fsdev local,id=fsdev0,path=/home/linqiutian/workspace/hello,security_model=none
-device virtio-9p-pci,fsdev=fsdev0,mount_tag=hostshare
-nographic

挂载共享空间

mkdir -p /mnt/share
mount -t 9p -o trans=virtio,version=9p2000.L hostshare /mnt/share

为了正确编译驱动模块，我需要知道QEMU虚拟机中v5.10内核的源代码路径。请提供以下信息：

1. QEMU虚拟机中v5.10内核源代码的完整路径 /home/linqiutian/workspace/linux

是要在qemu make 还是在这里make

在主机环境为什么要编译内核环境？

QEMU共享文件夹设置完整流程

1. 主机端准备

2. 创建共享目录：

mkdir -p /home/linqiutian/workspace/qemu_shared
cp -r /home/linqiutian/workspace/helloDev/*/home/linqiutian/workspace/qemu_shared/

2. 准备QEMU启动命令：

qemu-system-x86_64
-kernel /path/to/vmlinuz-5.10
-initrd /path/to/initrd.img
-append “root=/dev/sda1 console=ttyS0”
-hda /path/to/qemu-image.qcow2
-fsdev local,id=share_dev,path=/home/linqiutian/workspace/qemu_shared,security_model=none
-device virtio-9p-pci,fsdev=share_dev,mount_tag=hostshare
-nographic
注意：请替换/path/to/为实际的路径。

2. QEMU虚拟机内部操作

3. 登录QEMU后创建挂载点：

mkdir -p /mnt/hostshare
2. 挂载共享文件夹：

mount -t 9p -o trans=virtio,version=9p2000.L hostshare /mnt/hostshare
3. 验证挂载：

ls /mnt/hostshare
3. 编译内核模块

1. 进入共享目录：

cd /mnt/hostshare
2. 清理之前的编译（如有需要）：

make clean
3. 编译模块：

make
4. 使用说明

1. 主机端修改文件会自动同步到QEMU中

2. 编译生成的.ko文件也会出现在主机的共享目录中

3. 卸载共享文件夹（退出QEMU前）：

umount /mnt/hostshare3

/mnt/hostshare # mknod /dev/hello_dev c 511 0
/mnt/hostshare # chmod 666 /dev/hello_dev
/mnt/hostshare # echo “Test message” > /dev/hello_dev
[ 624.427209] Hello device opened
sh: write error: Invalid argument
[ 624.437116] Hello device closed
/mnt/hostshare # dmesg | tail
[ 0.969666] with arguments:
[ 0.969690] /sbin/init
[ 0.969712] with environment:
[ 0.969730] HOME=/
[ 0.969740] TERM=linux
[ 485.529205] random: fast init done
[ 489.339214] hello_dev: loading out-of-tree module taints kernel.
[ 489.346637] Hello device registered with major number 511
[ 624.427209] Hello device opened
[ 624.437116] Hello device closed

从测试结果来看，内核模块基本工作正常，但存在一个问题：

1. 成功部分：

设备节点创建成功 (/dev/hello_dev)
模块正确响应了open/close操作
主设备号511正确注册
2. 问题部分：

写入时出现Invalid argument错误
这表明驱动程序的write操作没有正确处理输入
3. 原因分析：

可能是驱动中没有实现write操作
或者write操作返回了错误值
也可能是缓冲区处理有问题
4. 解决方案：

需要检查驱动代码中的write函数实现
确保正确处理用户空间数据

需要使qemu有root权限，所以在启动时需要 使⽤sudo启动 arm64 root启动

sudo qemu-system-aarch64
-M virt
-cpu cortex-a53
-kernel /home/linqiutian/workspace/linux/arch/arm64/boot/Image.gz
-initrd /home/linqiutian/workspace/initramfs_arm64.img
-nographic
-serial mon:stdio
-append “console=ttyAMA0”
-fsdev local,security_model=passthrough,id=fsdev0,path=/home/linqiutian/workspace/qemu_shared
-device virtio-9p-pci,id=fs0,fsdev=fsdev0,mount_tag=hostshare

2.0

sudo qemu-system-aarch64
-M virt
-cpu cortex-a53
-kernel /home/wangbeiy/workspace/linux/arch/arm64/boot/Image.gz
-initrd /home/wangbeiy/workspace/initramfs_arm64.img
-nographic
-serial mon:stdio
-append “console=ttyAMA0”
-fsdev local,security_model=passthrough,id=fsdev0,path=/home/wangbeiy/workspace/qemu_shared
-device virtio-9p-pci,id=fs0,fsdev=fsdev0,mount_tag=hostshare

guest启动后需要⼿动mount该共享⽬录

创建专用挂载点目录：

mkdir /hostshare
2. 挂载宿主机共享目录：

mount -t 9p -o trans=virtio,version=9p2000.L hostshare /hostshare
3. 验证挂载是否成功：

ls /hostshare

要解决内核配置问题，请按照以下步骤操作：

1. 首先进入内核源代码目录：

cd /home/linqiutian/workspace/linux
2. 生成内核配置文件（使用当前运行内核的配置）：

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- oldconfig
3. 准备内核编译环境：

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- prepare
4. 现在可以返回模块目录重新编译：

cd /path/to/module
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -C /home/linqiutian/workspace/linux M=$PWD modules

5. 如果仍然遇到配置问题，可能需要：

从运行中的内核获取配置：
zcat /proc/config.gz > /home/linqiutian/workspace/linux/.config
或使用默认配置：
make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- defconfig
注意：这些操作需要在内核源代码目录有写权限。

insmod helloDev.ko
[ 1108.216925] helloDev: loading out-of-tree module taints kernel.
[ 1108.225087] Hello: Module loaded successfully! Major number: 511
[ 1108.225324] Hello: Create device file with: mknod /dev/hello_dev c 511 0

. 模块已成功加载，显示”Module loaded successfully”和主设备号511

2. 内核日志提示需要创建设备文件

3. 测试步骤需要：

创建设备节点
测试设备访问
验证模块功能
4. 解决方案：

提供完整的设备测试流程
包括读写测试方法
恭喜模块加载成功！以下是完整的测试步骤：

1. 首先创建设备节点：

sudo mknod /dev/hello_dev c 511 0
sudo chmod 666 /dev/hello_dev

2. 基本设备文件测试：

ls -l /dev/hello_dev # 应显示crw-rw-rw-权限
file /dev/hello_dev # 应显示字符设备文件

3. 测试设备读写（根据您的驱动实现）：

写入测试

echo “test message” > /dev/hello_dev

读取测试

cat /dev/hello_dev
4. 检查内核日志：

dmesg | tail -n 10

应该能看到驱动处理读写操作的日志

5. 压力测试（可选）：

连续写入测试

for i in {1..10}; do echo “test $i” > /dev/hello_dev; done

连续读取测试

for i in {1..10}; do cat /dev/hello_dev; done
6. 测试完成后清理：

sudo rm /dev/hello_dev
sudo rmmod helloDev

交叉编译

当前已知信息：

目标：编译并加载helloDev.ko内核模块
系统架构：ARM64 (aarch64)
内核版本：5.10.0
模块源代码位置：~/workspace/helloDev/
4. 需要采取的步骤：

清理之前的编译尝试
从基础步骤开始指导
确保每一步都清晰可执行
5. 解决方案：

提供从头开始的完整指导
分步骤验证每个环节当前已知信息：

目标：编译并加载helloDev.ko内核模块
系统架构：ARM64 (aarch64)
内核版本：5.10.0
模块源代码位置：~/workspace/helloDev/
4. 需要采取的步骤：

清理之前的编译尝试
从基础步骤开始指导
确保每一步都清晰可执行
5. 解决方案：

提供从头开始的完整指导
分步骤验证每个环节

1. 准备工作：

安装交叉编译工具链

sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu

进入模块目录

cd ~/workspace/helloDev

清理之前的编译结果

make clean
3. 设置环境变量：

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
4. 编译模块：

make -C /home/linqiutian/workspace/linux M=$(pwd) modules
5. 验证结果：

检查生成的模块

file helloDev.ko

应该显示”ARM aarch64”架构

加载模块

sudo insmod helloDev.ko

检查是否加载成功

lsmod | grep helloDev
dmesg | tail

首先确保安装了ARM64交叉编译工具链：

sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu

关键注意事项：

必须使用与运行内核(5.10.0)完全相同的源代码版本
确保内核配置(.config)匹配
编译环境变量设置：

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-

使用正确的架构参数重新编译模块：

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- -C /home/linqiutian/workspace/linux M=$PWD modules

在qemu中测试字符驱动

1.加载模块到内核：

insmod helloDev.ko

2. 检查模块加载状态：

lsmod | grep helloDev

3. 查看模块初始化输出：

dmesg | tail -n 10

4. 卸载模块：

sudo rmmod helloDev

检查模块退出输出：

dmesg | tail -n 10

首先创建设备节点：

mknod /dev/hello_dev c 511 0
chmod 666 /dev/hello_dev

基本设备文件测试：

ls -l /dev/hello_dev  # 应显示crw-rw-rw-权限
file /dev/hello_dev   # 应显示字符设备文件

测试设备读写（根据您的驱动实现）：

# 写入测试
echo "test message" > /dev/hello_dev
# 读取测试
cat /dev/hello_dev

检查内核日志：

dmesg | tail -n 10

测试完成后清理：

rm /dev/hello_dev
rmmod helloDev

运行测试程序

首先在主机上交叉编译test.c

aarch64-linux-gnu-gcc -static -o test test.c
file test  # 确认输出为ARM aarch64架构

将编译好的程序传输到QEMU中：

sudo cp test /qemu_shared/

./test
[  627.996160] Hello: Device opened
[  627.996437] Hello: Received 22 characters from the user: Hello from user space!
Wrote to device: Hello from user space!
[  628.001305] Hello: Sent 22 characters to the user
Read from device: Hello from user space!
Data verification successful
[  628.002348] Hello: Device closed

测试程序test已成功运行，并与内核模块helloDev交互

2. 从内核日志可见完整的设备操作流程：

设备打开
用户空间写入数据
驱动接收并回传数据
设备关闭
3. 测试结果显示：

写入和读取操作都成功完成
数据验证通过，表明驱动功能正常
4. 结论：

驱动模块helloDev.ko工作正常
测试程序test验证了驱动的完整功能
测试结果分析：

✅ 驱动模块功能验证成功：

1. 设备操作流程完整：

打开设备 (open)
写入数据 (write)
读取数据 (read)
关闭设备 (close)
2. 数据流验证：

用户空间写入: “Hello from user space!”
驱动正确接收: 22字符
驱动正确回传相同数据
用户空间成功读取并验证数据

3. 内核日志显示：

[ 627.996160] Hello: Device opened
[ 627.996437] Hello: Received 22 chars
[ 628.001305] Hello: Sent 22 chars
[ 628.002348] Hello: Device closed
4. 用户空间输出：

Wrote to device: Hello from user space!
Read from device: Hello from user space!
Data verification successful

在Ubuntu20.04虚拟机中加载（insmod）字符设备驱动，并⽤运⾏⽤⼾测试程序进⾏测试

先执行清理 重新编译

make clean && make all

加载模块：sudo insmod helloDev.ko

sudo insmod helloDev.ko

创建设备节点：sudo mknod /dev/hello_dev c [major] 0 (major号会在加载时打印)

从dmesg输出可以看到内核模块已成功加载，主设备号为237

模块期望用户手动创建设备节点：mknod /dev/hello_dev c 237 0

sudo mknod /dev/hello_dev c 237 0

设置适当的权限

sudo chmod 666 /dev/hello_dev

使用test和write程序测试设备

sudo ./test

sudo ./read
open file error
: No such file or directory
linqiutian@ubuntu:~/workspace/hello$ sudo ./write
open file error

No such file or directory

sudo mknod /dev/hello c 237 0 && sudo chmod 666 /dev/hello

helloDev - Linux字符设备驱动模块

项目概述

这是一个简单的Linux字符设备驱动模块，实现了基本的设备操作接口(open, read, write, close)。主要用于学习和演示Linux设备驱动开发。

主要文件

• helloDev.c: 主驱动代码，实现设备操作
• Makefile: 构建脚本
• test.c: 综合测试程序
• read.c: 读取设备示例
• write.c: 写入设备示例

构建和安装

1. 确保已安装Linux内核头文件
2. 执行构建命令:

   make

3. 加载内核模块:

   sudo insmod helloDev.ko

4. 创建设备节点:

   sudo mknod /dev/hello c 250 0
   sudo chmod 666 /dev/hello

   (注意: 主设备号250可能需要根据系统调整)

使用示例

写入数据

gcc write.c -o write
./write

读取数据

gcc read.c -o read
./read

综合测试

gcc test.c -o test
./test

卸载模块

sudo rmmod helloDev
sudo rm /dev/hello

注意事项

1. 需要root权限加载/卸载模块
2. 确保主设备号不与系统其他设备冲突
3. 测试程序可能需要根据实际系统调整