【内核&驱动】字符设备驱动程序【3】

open和release
open方法
提供给驱动程序以初始化的能力，open方法应完成以下工作
检查设备特定的错误
如果设备是首次打开，则对其进行初始化工作
如有必要，更新f_op组件
分配并填写置于filp->private_data里的数据结构

1. int (*open)(struct inode *inode, struct file *filep);

inode: 在其i_cdev字段中包含了我们想要的信息
file： 文件指针

我们指向得到包含某cdev结构体的scull_dev结构体，可以通过以下方法

1. int (*open)(struct inode *inode, struct file *filep);

1. struct scull_dev *dev;
   
2. dev = container_of(inode->i_cdev, struct scull_dev, cdev);
   
3. filp ->private_data = dev;

经过简化的scuall_open

1. int scuall_open(struct inode *inode, struct file* filp)
   
2. {
   
3. struct scull_dev *dev;
   
4. 
   
5. dev = container_of(inode->i_cdev, struct scull_dev, cdev);
   
6. filp->private_data = dev;
   
7. 
   
8. if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) {
   
9. scull_trim(dev);
   
10. }
    
11. return 0;
    
12. }

release方法
任务：
释放由open分配的，保存在file->private_data中的所有内容
在最后一次关闭操作时关闭设备

1. int scull_release(struct inode *inode, struct file* filp);

scull内存使用

1. void *kmalloc(size_t size, int flags);

试图分配size个字节大小的内存，其返回值指向该内存的指针，分配失败的时候返回NULL
flags参数用来描述内存的分配方法

1. void kfree(void *ptr);

释放kmalloc分配的空间

read和write

1. ssize_t read(struct file *filp, char __user *buff,
   
2. size_t count, loff_t *offp);
   
3. /*拷贝数据到应用程序空间*/
   
4. ssize_t write(struct file *filp, char __user *buff,
   
5. size_t count, loff_t *offp);
   
6. /*从应用程序空间拷贝数据*/

filp 是文件指针
count 是请求传输数据的长度
buff 是指向用户空间的缓冲区
offp 指明用户在文件中进行存取操作的位置(long offset type)

内核代码不能直接引用buff中的内容：
用户空间的地址可能是无效的；
内存可能不再ram中，造成oops错误
遭到恶意程序打开后门

用户地址空间和内核地址空间数据的交换

1. unsigned long copy_to_user(void __user *to,
   
2. const void *from,
   
3. unosigned long count);
   
4. /*将数据拷贝到用户空间*/
   
5. unsigned long copy_from_user(void *to,
   
6. const void __user *from,
   
7. unsigned long count);
   
8. /*从用户空间将数据考到内核空间*/

read和write发生错误的时候将返回一个负值
如果返回一个大于等于0的值则表示成功和操作的数据的字节数

read方法
调用程序对read的返回值的解释如下
返回值等于count，表示所请求的字节数成功并完全传输
返回值小于count，表示部分数据传输成功，传输的字节数小于请求的字节数
返回值等于0，表示传输达到了文件尾部
返回值小于0，表示发生了错误，错误码在<linux/errno.h>
-EINTR 系统调用被中断
-EFAULT 无效地址
或者现在还没有数据，但以后可能会有，read系统调用会被阻塞
write方法
调用程序对write的返回值的解释如下
返回值等于count，表示所请求的字节数成功并完全传输
返回值小于count，表示部分数据传输成功，传输的字节数小于请求的字节数
返回值等于0，表示什么也没有写入
返回值小于0，表示发生了错误，错误码在<linux/errno.h>
-EINTR 系统调用被中断
-EFAULT 无效地址

readv和writev
处理向量的函数

1. ssize_t (*readv) (struct file *filp, const struct iovec *lov,
   
2. unsigned long count, loof_t *ppos);
   
3. /* 将指定数量的数据依次读入每个缓冲区*/
   
4. ssize_t (*writev) (struct file *filp, const struct iovec *lov,
   
5. unsigned long count, loof_t *ppos);

/* 把各个缓冲区的内容收集起来， 并将它们在第一次写入操作中进行输出 */

1. struct iovec {
   
2. void __user *iov_base;
   
3. __kernel_size_t iov_len;
   
4. };