第二章：构造和运行模块
1.只有授权用户（超级用户）才能装载模块
2.驱动的装载因为是在内核中进行，所以可能导致系统的崩溃
应用程序和内核模块的不同：
1.应用程序：除了多线程，大多数是从头到尾执行单个任务，退出时可以不管资源的释放或其他清除工作
2.内核模块：预先注册，以便服务于将来的某个请求，然后它的初始化函数就结束。好像告诉“我在这里，并且我能做这些工作”以及“我要离开啦，不要再让我做任何事情了”，并且模块的退出函数必须要释放初始化函数做的东西。
3.模块运行在所谓的内核空间里，而应用程序运行在所谓的用户空间中。
4.通常来讲，一个驱动程序要执行两类任务：模块中的某些函数作为系统调用的一部分而执行，而其他函数则负责中断处理
5.内核中的并发：对于内核代码，要时刻记住，同一时刻，有可能有许多事情正在发生，比如多个进程同时使用驱动程序，不一定是代码从头执行到尾。
6.应用程序在虚拟内存中布局，并具有一块很大的栈空间，而内核具有非常小的栈，它只能和一个4096字节大小的页那样小。所以，如果需要大的结构，则应该在调用时动态分配。
1..常常, 当你查看内核 API 时, 你会遇到以双下划线(__)开始的函数名. 这样标志的函数名
通常是一个低层的接口组件, 应当小心使用. 本质上讲, 双下划线告诉程序员:" 谨慎使用，否则后果自负."
2.内核代码不能做浮点算术
3.lsmod通过读取/proc/modules虚拟文件来获得当前装载到内核的所有模块信息。也可以在sysfs虚拟文件系统的/sys/module下找到
4.驱动的入口函数，如果前面加_ _init，是对内核的暗示，表明该函数初始化后就丢掉，不占用内存
5.内核经常使用goto来处理错误
错误恢复有时用 goto 语句处理是最好的. 我们通常不愿使用 goto, 但是在我们的观念里,
这是一个它有用的地方. 在错误情形下小心使用 goto 可以去掉大量的复杂, 过度对齐的,
"结构形" 的逻辑. 因此, 在内核里, goto 是处理错误经常用到, 如这里显示的.
下面例子代码( 使用设施注册和注销函数)在初始化在任何点失败时做得正确:
int __init my_init_function(void)
{
int err;
err = register_this(ptr1, "skull"); /* registration takes a pointer and a name */
if (err)
goto fail_this;
err = register_that(ptr2, "skull");
if (err)
goto fail_that;
err = register_those(ptr3, "skull");
if (err)
goto fail_those;
return 0; /* success */
fail_those:
unregister_that(ptr2, "skull");
fail_that:
unregister_this(ptr1, "skull");
fail_this:
return err; /* propagate the error */}
my_init_function 的返回值, err, 是一个错误码. 在 Linux 内核里, 错误码是负数, 属
于定义于 <linux/errno.h> 的集合. 如果你需要产生你自己的错误码代替你从其他函数得
到的返回值, 你应当包含 <linux/errno.h> 以便使用符号式的返回值, 例如 -ENODEV, -
ENOMEM, 等等. 返回适当的错误码总是一个好做法, 因为用户程序能够把它们转变为有意
义的字串, 使用 perror 或者类似的方法.
6.在搞Linux驱动移植/开发的时候，对于编译出来的驱动可以选择手动insmod，但是感觉很土：1. 需要指定路径； 2. 如果碰到存在依赖的，就丑陋不堪了。
但是modprobe可以很优雅的解决：直接$ modprobe XX_DRIVER_XX即可。
7.有时候相比较内核空间的驱动程序，编写用户空间程序来直接对设备端口进行读写容易多，但是仍有不足。
第三章：字符驱动
1.scull 是一个字符驱动, 操作一块内存区域好像它是一个设备。scull 的优势在于它不依赖硬件. scull 只是操作一些从内核分配的内存. 任何人都可以编译和运行scull, 并且 scull 在 Linux 运行的体系结构中可移植. 另一方面, 这个设备除了演示内核和字符驱
动的接口和允许用户运行一些测试之外, 不做任何有用的事情
2.获得一个 dev_t 的主或者次设备编号
MAJOR(dev_t dev);
MINOR(dev_t dev);
相反, 如果你有主次编号, 需要将其转换为一个 dev_t, 使用:
MKDEV(int major, int minor);
3.ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。它的参数个数如下：int ioctl(int fd, int cmd, …)；其中fd就是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd就是用户程序对设备的控制命令，至于后面的省略号，那是一些补充参数，一般最多一个，有或没有是和cmd的意义相关的。ioctl函数是文件结构中的一个属性分量，就是说如果你的驱动程序提供了对ioctl的支持，用户就能在用户程序中使用ioctl函数控制设备的I/O通道。
文件结构struct file：
struct file, 定义于 <linux/fs.h>, 是设备驱动中第二个最重要的数据结构. 注意 file
与用户空间程序的 FILE 指针没有任何关系. 一个 FILE 定义在 C 库中, 从不出现在内核
代码中. 一个 struct file, 另一方面, 是一个内核结构, 从不出现在用户程序中.
在内核源码中, struct file 的指针常常称为 file 或者 filp("file pointer"). 我们将
一直称这个指针为 filp 以避免和结构自身混淆. 因此, file 指的是结构, 而 filp 是结
构指针.
struct file {
mode_t f_mode;文件模式确定文件是可读的或者是可写的(或者都是)
loff_t f_pos;当前读写位置
unsigned int f_flags;这些是文件标志, 例如 O_RDONLY, O_NONBLOCK, 和 O_SYNC. 驱动应当检查
O_NONBLOCK 标志来看是否是请求非阻塞操作( 我们在第一章的"阻塞和非阻塞操作"一节中讨论非阻塞 I/O ); 其他标志很少使用. 特别地, 应当检查读/写许可, 使用f_mode 而不是 f_flags
struct file_operations *f_op;和文件关联的操作
void *private_data;open 系统调用设置这个指针为 NULL
struct dentry *f_dentry;关联到文件的目录入口( dentry )结构
/* .......*/
};
inode 结构
inode 结构由内核在内部用来表示文件
inode 结构包含大量关于文件的信息. 作为一个通用的规则, 这个结构只有 2 个成员对于
编写驱动代码有用:
dev_t i_rdev;
对于代表设备文件的节点, 这个成员包含实际的设备编号
struct cdev *i_cdev;
struct cdev 是内核的内部结构, 代表字符设备; 这个成员包含一个指针, 指向这
个结构, 当节点指的是一个字符设备文件时.
读和写
ssize_t read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp);
ssize_t write(struct file *filp, const char __user *buff, size_t count, loff_t *offp);
读写代码需要拷贝一整段数据到或者从用户地址空间. 这个能力由下列内核函
数提供, 它们拷贝一个任意的字节数组, 并且位于大部分读写实现的核心中.
unsigned long copy_to_user(void __user *to,const void *from,unsigned long count); 从内核拷贝到应用层
unsigned long copy_from_user(void *to,const void __user *from,unsigned long count);从应用层拷贝到内核层
scull 的内存使用
在设备驱动程序或者内核模块中动态开辟内存，不是用malloc，而是kmalloc ,vmalloc，或者用get_free_pages直接申请页。
void *kmalloc(size_t size, int flags);
void kfree(void *ptr);
