LDD3 D03 补

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  第3章 字符驱动

  模块化的字符驱动

  什么是模块化？

   

  scull的设计

  编写驱动的第一步是定义驱动将要提供给用户程序的能力（机制）。

  全局意味着如果设备被多次打开，设备中含有的数据由所有打开他的文件描述符共享。

  永久意味着如果设备关闭又重新打开，数据不会丢失。

   

  主次编号

  支付设备通过文件系统的名字来存取。这些名字被称为文件系统的特殊文件，或设备文件。

   

  传统上，主编号标识设备相连的驱动。

  次编号被内核用来决定引用那个设备。

   

  分配和释放设备编号

  在建立一个字符驱动时需要做的第一件事是：获取一个或多个设备编号来使用。

  【可以指定 主编号，也可以动态让内核给你分配】

   

  不管你如何分配你的设备编号，你应当在不再使用它时释放它。

  【这通常是在模块的cleanup 函数】

   

  【为了避免冲突，应该使用动态分配来获取你的主设备编号】

  动态分配的缺点是你无法提前创建设备节点

  什么是设备节点？

   

  作为scull源码的一部分，我们提过了一个相当完整和可配置的init脚本例子，称为scull.init。它接收传统的参数--start，stop和restart以完成 scull_load 和 scull_unload 的角色。

  【init 脚本规范 】

   

  安排住编号最好的方式，是缺省使用动态分配，而留给自己在加载时指定主编号的选择权。

  【一个全局变量初始化为0，表示动态分配。 可以选择主编号，或者在编译前修改宏定义或者在insmod 或是用脚本load时指定一个编号。】

   

  一些重要数据结构

  文件操作

   

  scull设备驱动只实现最重要的设备方法. 它的 file_operations 结构是如下初始化的:

  structfile_operations scull_fops = {

  .owner =THIS_MODULE,

  .llseek =scull_llseek,

  .read =scull_read,

  .write =scull_write,

  .ioctl =scull_ioctl,

  .open =scull_open,

  .release =scull_release,

  };

  这个声明使用标准的C标记式结构初始化语法。这种方式是首选的，因为它是驱动在结构定义的改变之间更加可移植，并且有争议地，使代码更加紧凑可读。

   

  文件结构

  struct file 和 定义在 C 库的 FILE 没有任何关系。

  文件结构代表一个打开的文件。它由内核在open时创建，并传递给在文件上操作的任何函数，直到最后的关闭。在文件的所有实例都关闭后，内核释放这个数据结构。

   

  inode 结构

  作为一个更可移植的编程方法，应使用宏来从inode 获取主次编号

   

  字符设备注册

  内核在内部使用类型 scructcdev 结构来代表字符设备。

  有两种方法来分配并注册一个或几个这样的结构。

  分配一个独立的 cdev 结构用 cdev_alloc()

   

  如果 cdev 结构嵌入到你设备的某个结构，则用 cdev_init()函数来初始化。

   

  一旦 cdev 结构建立，最后的步骤是把他告诉内核，调用 cdev_add()

  注意两点:

  • cdev_add 可能失败
  • 一旦成功，则内核可以调用它的操作。所以在你的驱动完全准备好之前，不要调用它。

   

  open 和 release

  open 方法

  open应当进行下面的操作

  • 检查设备特定的错误(例如设备没准备好, 或者类似的硬件错误
  • 如果它第一次打开, 初始化设备
  •  如果需要, 更新 f_op 指针.
  •  分配并填充要放进 filp->private_data 的任何数据结构

   

  【应当使用 宏 container_of  来获得 指针，类型的转换】

   

  release 方法

  release 应该执行下面的任务：

  • 释放open 分配在filp->private_data 中的任何东西
  • 在最后的 close 关闭设备

   

  不是每次close 系统调用都会引起调用release方法。只有真正释放设备数据结构的调用会执行该方法。

  内核维持一个文件结构被使用多少次的计数器。fork和dup都不增加它，只有open增加它。每次close，计数器减少，直到为0 时执行release。