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简单字符型设备驱动

代码整体非常简单，目前仍有许多bug，是初学linux驱动编写的练习

整体思路：

  1. 编写字符型设备驱动程序，实现加解密功能。首先需要定义一个字符型设备驱动程序，注册设备，实现设备文件的打开、关闭、读写和 ioctl 操作函数。在 ioctl 函数中，实现 Setkey、SetMode、StartWrite、StartRead 和 Reset 命令的处理函数，以及加解密算法的实现函数。
  2. 设计测试程序，测试加解密功能是否正确。测试程序使用 C语言编写，主要包括小数据加密和大数据加密测试。

具体代码架构：

  1. 设备驱动程序部分
  • 定义设备结构体，包括设备的缓冲区、缓冲区大小、读写指针等信息。
  • 实现设备文件的打开、关闭、读写和 ioctl 操作函数，其中 ioctl 操作函数主要处理 Setkey、SetMode、StartWrite、StartRead 和 Reset 命令。
  • 在write和read函数中实现加密解密算法
  1. 测试程序部分
  • 实现小数据加密和解密的测试函数，测试加密前后数据是否一致。
  • 实现大数据加密和解密的测试函数，测试多次使用 Write 命令写入数据后，加密前后数据是否一致。
  1. ioctl 中的各项功能：
  • Setkey：设置加密算法的密钥，后面的write会写入密钥。
  • SetMode：设置加解密模式，通过 ioctl 命令传递一个表示加密还是解密的标志，将标志保存在设备结构体中。
    • mode有3种模式，加密模式（ENCRYPTION）,解密模式（DECRYPTION），常规模式（NORMAL）
  • StartWrite：设置开始写入状态，表示后续的数据写入操作是加密数据，并将写指针指向缓冲区的起始位置。
  • StartRead：设置开始读出状态，表示后续的数据读出操作是解密数据，并将读指针指向缓冲区的起始位置。
  • Reset：清空设备缓冲区，将读写指针重置为缓冲区的起始位置。

缺陷

  • 当数据达到1MB时
    • 读取速度非常慢，且容易出错
    • 读取需要采用for循环嵌套的方式读取，只使用read函数读取1024*1024大小的数据时会出错

安装驱动程序

编译

make

安装驱动

chmod 777 encryption.ko
sudo insmod encryption.ko

卸载驱动

sudo rmmod encryption.ko
  • 注意：如果安装不成功，提示Device or resource busy，可以使用如下命令查看已占用的设备号，并将源文件中的major修改为空闲设备号，重新编译插入即可：
cat /proc/devices

测试

编译运行测试文件test.c

gcc test.c -o test
sudo ./test

测试内容

测试内容分为小数据和大数据测试两部分

  1. 首先设置密钥为asdasd

  2. 小数据测试

    • 设置加密模式并写入数据qwer
    • 在正常模式下读取数据
    • 再次设置加密模式并写入数据qwer
    • 在解密模式下读取数据

  3. 大数据测试

    • 在加密模式下，使用循环不断写入abc直到1MB
    • 在解密模式下，使用循环嵌套读取内容写入out.txt文件
      • 程序结束后查看out.txt文件的大小可以看到为1MB