Karta Language: device drivers

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2009年3月15日星期日

2.重要的資料結構file_operations,file,inode


***************************************
重要的資料結構file_operations,file,inode
***************************************/
//file_operations
此結構定義在<linux/fs.h> 是一組函數指標的集合

loff_t參數:是一個long offset , 其長度最少有64bits ?
__user參數:這是一種另類的註解,註明該指標是指向user-space位址,不可直接取值

原型如下:
struct file_operations {
        struct module *owner;/*
            此欄位的作用,是避免模組仍在活動中時,被卸載出核心.
            通常初始化為 THIS_MODULE (所定義的?#64;個巨集)
            幾乎沒有例外
        */
        loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); /*
        改變檔案的存取位置,使得下次讀寫在新位置開始
        改變的是file結構裡的loff_t f_pos參數,file結構看後面
        */
        ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);/*
        後面詳細介紹
        */
        ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *, char __user *, size_t, loff_t);/*
        類似read,但不同步
        */
        ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);/*
        後面詳細介紹
        */
        ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *, const char __user *, size_t, loff_t);/*
        類似write,但不同步
        */
        int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);/*
            讀取檔案系統上的目錄 詳細操作不詳
        */
        unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);/*
            檢查檔案I/O狀態,下次的讀寫如有停頓,延遲,來不及的情況,應該提供kernel用來休眠等待
            直到可以順利I/O為止,指向NULL則kernel會假設你的裝置永遠都可流暢讀寫,而不會停頓
        */
        int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);/*
        後面詳細介紹
        */
        int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);/*
            ?
        */
        int (*open) (struct inode *, struct file *);/*
        後面詳細介紹
        */
        int (*flush) (struct file *);/*
        為了避免資料尚未完全寫出之前,裝置檔被關閉
        process關閉裝置檔時會呼叫flush
        */
        int (*release) (struct inode *, struct file *);/*
        後面詳細介紹
        */
        int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync);/*
        讓應用程式用來將滯留在記憶體中的資料全數確實寫入裝置
        */
        int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync);/*
        類似fsynce,但不同步
        */
        int (*fasync) (int, struct file *, int);/*
        異步作業通知?
        */
        int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);/*
        檔案鎖定
        */
        ssize_t (*readv) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t *);
        ssize_t (*writev) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t *);
        ssize_t (*sendfile) (struct file *, loff_t *, size_t, read_actor_t, void *);
        ssize_t (*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int);
        unsigned long (*get_unmapped_area)(struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned long);
        int (*check_flags)(int);
        int (*dir_notify)(struct file *filp, unsigned long arg);
        int (*flock) (struct file *, int, struct file_lock *);
};

//初始化
1.
  static struct file_operations fops = {
    .read = device_read,
    .write = device_write,
    .ioctl = device_ioctl,
    .open = device_open,
    .release = device_release
};
2.
  static struct file_operation fops = {
   read: device_read,
   write: device_write,
   ioctl: device_ioctl,
   open: device_open,
   release: device_release
};



//file
此結構定義在<linux/fs.h>
file結構表示已開啟的檔案
每一個file結構都是kernel在收到open系統呼叫時自動建立的
在最後一次close系統呼叫時會被釋放
原型如下:
struct file {
        struct list_head        f_list;
        struct dentry           *f_dentry;/*
        通常不在乎自己在哪個目錄項,
        但會有需要透過file->f_dentry->d_inode來存取inode結構
        */
        struct vfsmount         *f_vfsmnt;
        struct file_operations  *f_op;/*
        指向file_operations結構
        */
        atomic_t                f_count;
        unsigned int            f_flags;/*
        ?
        */
        mode_t                  f_mode;/*
        包含可讀可寫的權限資訊
        */
        int                     f_error;
        loff_t                  f_pos;/*
        目前的讀寫位置
        */
        struct fown_struct      f_owner;
        unsigned int            f_uid, f_gid;
        struct file_ra_state    f_ra;

        unsigned long           f_version;
        void                    *f_security;

        /* needed for tty driver, and maybe others */
        void                    *private_data;/*
        驅動程式可自行運用此指標,典型用法是讓他指向一塊私有資料區
        如果有用到這個,release時要記得釋放此指標的記憶體
        非常好用的功能
        */
    #ifdef CONFIG_EPOLL
        /* Used by fs/eventpoll.c to link all the hooks to this file */
        struct list_head        f_ep_links;
        spinlock_t              f_ep_lock;
    #endif /* #ifdef CONFIG_EPOLL */
        struct address_space    *f_mapping;
};



//inode
    kernel內部用inode來表示檔案
    不同於file結構
  同一個檔案可以被開啟很多次就會有很多file結構
  但他們全部指向同一個inode結構

  重要的結構內容只有兩個
  dev_t i_rdev;/*
  此欄位含有實際的裝置編號
  可用unsigned int imajor(struct inode* inode);
      unsigned int iminor(struct inode* inode);
      來取得major和minor號碼 原型如下:
         static inline unsigned iminor(struct inode *inode)
         {
                 return MINOR(inode->i_rdev);
         }
         static inline unsigned imajor(struct inode *inode)
         {
                 return MAJOR(inode->i_rdev);
         }
  */
  struct cdev *i_cdev;/*
  用來表示字元裝置的結構,後面會詳談
  */
}

2009年2月24日星期二

1.主編號與次編號major與minor

/***************************************
主編號與次編號major與minor
***************************************/
dev_t型態定義在<linux/types.h>

這三個定義在<linux/kdev_t.h>
MAJOR(dev_t dev);
MINOR(dev_t dev);
MKDEV(int major , int minor);

//取得&釋放裝置編號2.6版
<linux/fs.h> 定義的
//給定主編號
1.int register_chrdev_region(dev_t first , unsigned int count , char *name);
ex: register_chrdev_region( MKDEV(major,minor) , 1 , "char_reg" );
第一個參數:要配置的裝置號碼 (次編號通常是0)
第二個參數:申請連續裝置編號的總數
第三個參數:出現在/proc/devices與sysfs的名稱 (2.6以上 sysfs /sys/module/..)
回傳值: 0表示成功負值表示失敗

//自動給主編號
2.int alloc_chrdev_region(dev_t *dev , unsigned int firstminor , unsigned int count , char *name);
ex: alloc_chrdev_region( &dnoev , 0 , 1 , "char_reg" );
第一個參數:僅供輸出的參數,當配置成功,此參數持有配置的裝備編號
第二個參數:你想申請的第一個次編號 (通常是0)
第三個參數:申請連續裝置編號的總數
第四個參數:出現在/proc/devices與sysfs的名稱 (2.6以上 sysfs /sys/module/..)
回傳值: 0表示成功負值表示失敗

//釋放裝置編號
3.void unregister_chrdev_region(dev_t first , unsigned int count);
ex: unregister_chrdev_region( MKDEV(major,minor) , 1 );
第一個參數:配置的裝置號碼 (次編號通常是0)
第二個參數:申請連續裝置編號的總數

//取得&連結&釋放裝置編號2.4版
<linux/fs.h> 定義的
//取得裝置編號&連結
1.int register_chrdev(unsigned int major, const char *name , struct file_operations *fops );
ex: major=register_chrdev( 0 , "char_reg" , &fops );
第一個參數:為0時,給kernel自動分配; 其他值就是給定的主編號
第二個參數:出現在/proc/devices與sysfs的名稱 (2.6以上 sysfs /sys/module/..)
第三個參數:將裝置編號連結到驅動程式的作業功能,後面會說明
回傳值: 為major號碼負值表示失敗

//釋放裝置編號
2.int unregister_chrdev(unsigned int major , const char *name );
ex: unregister_chrdev( major , "char_reg" );
第一個參數:主編號
第二個參數:出現在/proc/devices與sysfs的名稱 (2.6以上 sysfs /sys/module/..)

}

2009年2月22日星期日

design the new driver in make menuconfig

design the new driver

1.driver程式中的進入點和結束點要用以下寫法
  int __init test_init(void) {  }
  void __exit test_exit(void) {  }
  module_init(test_init);
  module_exit(test_exit);
2.Modify for menuconfig 
  Character Driver
   – 2.4: kernel/drivers/char/Config.in
   – 2.6: Kernel/drivers/char/Kconfig
    /usr/src/linux-2.4.x /drivers/char/Config.in
     tristate ‘My test module' CONFIG_HELLO
    /usr/src/linux-2.6.x /drivers/char/Kconfig
     config HELLO
      tristate “My test module"
      help
      This is my test module
3.Add the New Item in the Makefile
  Character Driver
   – kernel/drivers/char/Makefile
    /usr/src/linux-2.4.x /drivers/char/Makefile
     obj-$(CONFIG_HELLO) += test.o
    /usr/src/linux-2.6.x /drivers/char/Makefile
     obj-$(CONFIG_HELLO) += test.o

2009年2月5日星期四

depmod

有相依性的程式
在程式中需多上
**************************
* EXPORT_SYMBOL(symbol); *
**************************
告知公開的函式

make後
再把*.ko檔放入depmod搜索路徑內
/lib/modules/2.6.9/kernel/drivers/.....

在打上指令
depmod -ae
來讓/lib/modules/2.6.9/modules.dep檔建立相依關係
最後再用modprobe -V xxxx 來讓相依檔都載入核心
移除用modprobe -r xxxx移除
相依檔也會移除
###############################
第二種方法
不好用
用的人少
**************************
* request_module("xxxx") *
**************************
還要多標頭檔linux/kmod.h
移除也沒辦法一次移除
要一個一個來
因為沒相依
但載入都會一起進去

2009年2月4日星期三

標頭檔不能有空白

#includ< 空白linux/module.h空白>
這樣是錯的
在 < >之間加空白 make 就會失敗
切記

PO在這邊的文章
為求PO文方便
都有加上空白
要記得改

para多上變數

#######################
[root@localhost para]# cat para.c
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/module.h >
#include < linux/init.h >

static int myint=10;
static int myarr[2]={2.45};
static char mybyte='a';
static unsigned short myshort=1;
static long mylong=9999;
static char *mystring="karta";

MODULE_PARM(myint,"i");
MODULE_PARM(myarr,"1-2i");
MODULE_PARM(mybyte,"b");
MODULE_PARM(myshort,"h");
MODULE_PARM(mylong,"l");
MODULE_PARM(mystring,"s");
/*
MODULE_PARM(var,type);
type可用很多表示上面已列出差不多了
*/

MODULE_PARM_DESC(myint,"this is int");
MODULE_PARM_DESC(myaaa,"this is aaa");
//MODULE_PARM_DESC 這個訊息在用modinfo可以看到
/*
[root@localhost para]# modinfo para.ko
filename: para.ko
parm: myint:this is int
parm: myaaa:this is aaa
vermagic: 2.6.9 686 REGPARM gcc-3.4
depends:
[root@localhost para]#
*/

static int __init hello_init(void){
printk("<1>myint is=%i\n",myint);
//用%i 和 %d是一樣的
printk("<1>myarr is=%i %i\n",myarr[0],myarr[1]);
printk("<1>mybyte is=%i\n",mybyte);
printk("<1>myshort is=%hi\n",myshort);
printk("<1>mylong is=%li\n",mylong);
printk("<1>mystring is=%s\n",mystring);
return 0;
}

static void __exit hello_exit(void){
printk("<1>Bye!Bye!!\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

[root@localhost para]#

#######################
[root@localhost para]# cat Makefile
obj-m += para.o
all:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/para modules
clean:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/para clean

[root@localhost para]#

#######################
Feb 4 19:46:53 localhost kernel: myint is=10
Feb 4 19:46:53 localhost kernel: myarr is=2 0
Feb 4 19:46:53 localhost kernel: mybyte is=97
Feb 4 19:46:53 localhost kernel: myshort is=1
Feb 4 19:46:53 localhost kernel: mylong is=9999
Feb 4 19:46:53 localhost kernel: mystring is=karta
Feb 4 19:53:23 localhost kernel: Bye!Bye!!
[root@localhost para]#

hello world 3 #ifdef

一樣是分開成兩個檔案
再多上#ifdef的用法
[root@localhost driver]# cd hello3
[root@localhost hello3]# ls
Makefile start.c stop.c

###########################################################
[root@localhost hello3]# cat start.c
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/module.h >
#include < linux/init.h >

static int __init hello_init(void){
#ifdef __TEST__
printk("<1>Hello, World!!TEST\n");
#else
printk("<1>not __TEST__\n");
#endif
return 0;
}

module_init(hello_init);
[root@localhost hello3]#

###########################################################
[root@localhost hello3]# cat stop.c
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/module.h >
#include < linux/init.h >

static void __exit hello_exit(void){
printk("<1>Bye!Bye!!\n");
}

module_exit(hello_exit);
[root@localhost hello3]#

###########################################################
[root@localhost hello3]# cat Makefile
obj-m += startstop.o
startstop-objs := start.o stop.o
EXTRA_CFLAGS += -D__TEST__
# makefile上多上這行等於是#define __TEST__
# 或等於在gcc上多加上-D__TEST__這行
all:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/hello3 modules
clean:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/hello3 clean

[root@localhost hello3]#

hello world 2 單一hello.c檔變兩個

[root@localhost driver]# cd hello2
[root@localhost hello2]# ls
Makefile start.c stop.c
關鍵在Makefile
##########################################################
[root@localhost hello2]# cat start.c
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/module.h >
#include < linux/init.h >

static int __init hello_init(void){
printk("<1>Hello, World!!\n");
return 0;
}

module_init(hello_init);
[root@localhost hello2]#

##########################################################
[root@localhost hello2]# cat stop.c
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/module.h >
#include < linux/init.h >

static void __exit hello_exit(void){
printk("<1>Bye!Bye!!\n");
}

module_exit(hello_exit);
[root@localhost hello2]#

##########################################################
[root@localhost hello2]# cat Makefile
obj-m += startstop.o
startstop-objs := start.o stop.o
all:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/hello2 modules
clean:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/hello2 clean

[root@localhost hello2]#

hello world

第一個的程式 hello world for device drivers
#######################################################
[root@localhost hello]# cat hello.c
#include < linux/kernel.h >
#include < linux/module.h >
#include < linux/init.h >

static int __init hello_init(void){
printk("<1>Hello, World!!\n");
return 0;
}

static void __exit hello_exit(void){
printk("<1>Bye!Bye!!\n");
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);
[root@localhost hello]#

#######################################################

[root@localhost hello]# cat Makefile
obj-m += hello.o
all:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/hello modules
# 上列可改成
# make V=1 -C /lib/modules/`uname -r`/build M=`pwd` modules
# #號為註解

clean:
make -C /lib/modules/2.6.9/build M=/mnt/driver/hello clean

[root@localhost hello]#

#######################################################

[root@localhost hello]# insmod hello.ko
Hello, World!!
[root@localhost hello]# rmmod hello
Bye!Bye!!
[root@localhost hello]#

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