linux设备驱动笔记——字符设备驱动

第3章  字符设备驱动程序

 

※      “全局性”是指，如果打开设备多次，所有打开它的文件描述符共享其中的数据。“持久性”是指，如果设备关闭后再次打开，数据不丢失。
※      真实的驱动程序利用中断与它们的设备同步
 

主设备号和次设备号

※      主设备号标识设备对应的驱动程序；次设备号由内核使用，用于正确确定设备文件所指的设备。我们可以通过次设备号获得一个指向内核设备的直接指针，也可将次设备号当作设备本地数组的索引，不管用哪种方式，除了知道次设备号用来指向驱动程序所实现的设备之外，内核本身基本上不关心关于次设备号的任何其他消息。
※      设备编号的内部表达
n        在内核中，dev_t类型（在<linux/types.h>中定义）用来保存设备编号——包括主设备号和次设备号。
n        MAJOR(dev_t dev);     MINOR(dev_t dev)             MKDEV(int major, int minor)
 

※      分配和释放设备编号
n        <linux/fs.h>:
int register_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count, char *name);

 

 

※      动态分配主设备号
n        某些主设备号已经静态地分配给了大部分公用设备。在内核源码树的Documentation/device.txt文件中可以找到这些设备的列表。
n        一旦驱动程序被广泛使用，随机选定的主设备号可能造成冲突和麻烦
n        强烈推荐你不要随便选择一个一个当前不用的设备号做为主设备号，而使用动态分配机制获取你的主设备号。
n        动态分配的缺点是，由于分配给你的主设备号不能保证总是一样的，无法事先创建设备节点。然而这不是什么问题，这是因为一旦分配了设备号，你就可以从/proc/devices读到。为了加载一个设备驱动程序，对insmod的调用被替换为一个简单的脚本，它通过/proc/devices获得新分配的主设备号，并创建节点

 

<
fa5e
/span>

 

 

 

 

 

 

n        分配主设备号的最佳方式：默认采用动态分配，同时保留在加载甚至是编译时指定主设备号的余地。
n        Here's the code we use in scull 's source to get a major number:
 

 

n        

u      

u      

u      

u      

u      

u      

u      

 

u      

u      

u      

u      

u      

u      

 

n        

 

※  The classic way to register a char device driver is with:

 

n        

u      

u      

u      

u      

u      

 

 

 

      

※      release方法的作用正好与open相反。这个设备方法有时也称为close。它应该：
n        使用计数减1。
n        释放open分配在filp->private_data中的内存。

n        在最后一次关闭操作时关闭设备。

※  The scull driver introduces two core functions used to manage memory in the Linux kernel. These functions, defined in <linux/slab.h>, are:

void *kmalloc(size_t size, int flags);

void kfree(void *ptr);

※      在scull中，每个设备都是一个指针链表，其中每个指针都指向一个scull_qset结构。默认情况下，每一个这样的结构通过一个中间指针数组最多可引用4000000个字节。使用了一个有1000个指针的数组，每个指针指向一个4000字节的区域。

※      量子是什么？？P65 每个量子占用4000个字节

※      使用宏和整数值同时允许在编译期间和加载阶段进行配置，这种方法和前面选择主设备号的方法类似。对于驱动程序中任何不确定的或与策略相关的数值，我们都可以使用这种技巧。

 

※      read和write

※      参数buff是指向用户空间的缓冲区，这个缓冲区或者保存要写入的数据，或者是一个存放新读入数据的空缓冲区。

 

※      这两个函数还检测用户空间的指针是否有效。

※      Read方法

n        如果返回值等于最为count参数传递给read系统调用的值，所请求的字节数传输就成功完成了。这是最好的情况。

n        如果返回值是正的，但是比count小，只有部分数据成功传送。这种情况因设备的不同可能有许多原因。大部分情况下，程序会重新读数据。例如，如果你用fread函数读数据，这个库库函数会不断调用系统调用直至所请求的数据传输完成。

n        如果返回值为0，它表示已经到达了文件尾。

n        负值意味着发生了错误。值就是错误编码，错误编码在<linux/errno.h>中定义。

※      与read相似，根据如下返回值规则，write也可以传输少于请求的数据量：
n        如果返回值等于count，则完成了请求数目的字节传送。
n        如果返回值是正的，但小于count，只传输了部分数据。再说明一次，程序很可能会再次读取余下的部分。
n        如果值为0，什么也没写。这个结果不是错误，而且也没有什么缘由需要返回一个错误编码。再说明一次，标准库会重复调用write。以后的章节会介绍阻塞型write，我们会对这种情形最更详尽的考察。
n        负值意味发生了错误；语义与read相同。