10.html

介绍linux下文件和设备编程

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; include/linux/if_arp.h里。 */<br>
&nbsp; unsigned short&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; type;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* interface hardware type&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<p>
&nbsp; /* 上层协议层根据hard_header_len在发送数据缓冲区前面预留硬件帧头空间。*/<br>
&nbsp; unsigned short&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; hard_header_len;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* hardware hdr length&nbsp; */<p>
&nbsp; /* priv指向驱动程序自己定义的一些参数。*/<br>
&nbsp; void&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; *priv;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* pointer to private data&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<p>
&nbsp; /* Interface address info. */<br>
&nbsp; unsigned char&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; broadcast[MAX_ADDR_LEN];&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* hw bcast add */<br>
&nbsp; unsigned char&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pad;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* make dev_addr alignedd to 8<br>
bytes */<br>
&nbsp; unsigned char&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; dev_addr[MAX_ADDR_LEN];&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* hw address&nbsp;&nbsp; */<br>
&nbsp; unsigned char&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; addr_len;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* hardware address length&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<br>
&nbsp; unsigned long&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pa_addr;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* protocol address&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<br>
&nbsp; unsigned long&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pa_brdaddr;&nbsp;&nbsp; /* protocol broadcast addr&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<br>
&nbsp; unsigned long&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pa_dstaddr;&nbsp;&nbsp; /* protocol P-P other side addr */<br>
&nbsp; unsigned long&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pa_mask;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* protocol netmask&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<br>
&nbsp; unsigned short&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pa_alen;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* protocol address length&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<p>
&nbsp; struct dev_mc_list&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; *mc_list;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* Multicast mac addresses&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; mc_count;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* Number of installed mcasts&nbsp;&nbsp; */<p>
&nbsp; struct ip_mc_list&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; *ip_mc_list;&nbsp;&nbsp; /* IP multicast filter chain&nbsp;&nbsp;&nbsp; */<br>
&nbsp; __u32&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; tx_queue_len;&nbsp;&nbsp; /* Max frames per queue allowed */<p>
&nbsp; /* For load balancing driver pair support */<p>
&nbsp; unsigned long&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pkt_queue;&nbsp;&nbsp; /* Packets queued */<br>
&nbsp; struct device&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; *slave;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* Slave device */<br>
&nbsp; struct net_alias_info&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; *alias_info;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* main dev alias info */<br>
&nbsp; struct net_alias&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; *my_alias;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; /* alias devs */<p>
&nbsp; /* Pointer to the interface buffers. */<br>
&nbsp; struct sk_buff_head&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; buffs[DEV_NUMBUFFS];<p>
&nbsp; /* Pointers to interface service routines. */<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*open)(struct device *dev);<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*stop)(struct device *dev);<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*hard_start_xmit) (struct sk_buff *skb,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct device *dev);<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*hard_header) (struct sk_buff *skb,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct device *dev,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned short type,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; void *daddr,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; void *saddr,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned len);<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*rebuild_header)(void *eth, struct device *dev,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned long raddr, struct sk_buff *skb);<br>
#define HAVE_MULTICAST<br>
&nbsp; void&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*set_multicast_list)(struct device *dev);<br>
#define HAVE_SET_MAC_ADDR<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*set_mac_address)(struct device *dev, void *addr);<br>
#define HAVE_PRIVATE_IOCTL<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*do_ioctl)(struct device *dev, struct ifreq *ifr, intt cmd);<br>
#define HAVE_SET_CONFIG<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*set_config)(struct device *dev, struct ifmap *map);<br>
#define HAVE_HEADER_CACHE<br>
&nbsp; void&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*header_cache_bind)(struct hh_cache **hhp, struct devvice<br>
*dev, unsigned short htype, __u32 daddr);<br>
&nbsp; void&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*header_cache_update)(struct hh_cache *hh, struct devvice<br>
*dev, unsigned char *&nbsp; haddr);<br>
#define HAVE_CHANGE_MTU<br>
&nbsp; int&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (*change_mtu)(struct device *dev, int new_mtu);<p>
&nbsp; struct iw_statistics*&nbsp;&nbsp; (*get_wireless_stats)(struct device *dev);<br>
};<p>
<br>
2.4 常用的系统支持<p>
2.4.1 内存申请和释放<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; include/linux/kernel.h里声明了kmalloc()和kfree()。用于在内核模式下申请和释放内存。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; void *kmalloc(unsigned int len,int priority);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; void kfree(void *__ptr);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; 与用户模式下的malloc()不同，kmalloc()申请空间有大小限制。长度是2的整次方。可以申请的最大长度也有限制。另外kmalloc()有priority参数，通常使用时可以为GFP_KERNEL，如果在中断里调用用GFP_ATOMIC参数，因为使用GFP_KERNEL则调用者可能进入sleep状态，在处理中断时是不允许的。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; kfree()释放的内存必须是kmalloc()申请的。如果知道内存的大小，也可以用kfree_s()释放。<p>
2.4.2 request_irq()、free_irq()<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; 这是驱动程序申请中断和释放中断的调用。在include/linux/sched.h里声明。<p>
request_irq()调用的定义：<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; int request_irq(unsigned int irq,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; void (*handler)(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs),<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned long irqflags,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; const char * devname,<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; void *dev_id);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; irq是要申请的硬件中断号。在Intel平台，范围0--15。handler是向系统登记的中断处理函数。这是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，传入的参数包括硬件中断号，device id，寄存器值。dev_id就是下面的request_irq时传递给系统的参数dev_id。irqflags是中断处理的一些属性。比较重要的有SA_INTERRUPT，标明中断处理程序是快速处理程序(设置SA_INTERRUPT)还是慢速处理程序(不设置SA_INTERRUPT)。快速处理程序被调用时屏蔽所有中断。慢速处理程序不屏蔽。还有一个SA_SHIRQ属性，设置了以后运行多个设备共享中断。dev_id在中断共享时会用到。一般设置为这个设备的device结构本身或者NULL。中断处理程序可以用dev_id找到相应的控制这个中断的设备，或者用irq2dev_map找到中断对应的设备。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; void free_irq(unsigned int irq,void *dev_id);<p>
2.4.3 时钟<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; 时钟的处理类似中断，也是登记一个时间处理函数，在预定的时间过后，系统会调用这个函数。在include/linux/timer.h里声明。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct timer_list {<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct timer_list *next;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; struct timer_list *prev;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned long expires;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; unsigned long data;<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; void (*function)(unsigned long);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; };<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; void add_timer(struct timer_list * timer);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; int del_timer(struct timer_list * timer);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; void init_timer(struct timer_list * timer);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; 使用时钟，先声明一个timer_list结构，调用init_timer对它进行初始化。time_list结构里expires是标明这个时钟的周期，单位采用jiffies的单位。jiffies是Linux一个全局变量，代表时间。它的单位随硬件平台的不同而不同。系统里定义了一个常数HZ，代表每秒种最小时间间隔的数目。这样jiffies的单位就是1/HZ。Intel平台jiffies的单位是1/100秒，这就是系统所能分辨的最小时间间隔了。所以expires/HZ就是以秒为单位的这个时钟的周期。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; function就是时间到了以后的回调函数，它的参数就是timer_list中的data。data这个参数在初始化时钟的时候赋值，一般赋给它设备的device结构指针。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; 在预置时间到系统调用function，同时系统把这个time_list从定时队列里清除。所以如果需要一直使用定时函数，要在function里再次调用add_timer()把这个timer_list加进定时队列。<p>
2.4.4 I/O<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; I/O端口的存取使用：<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; inline unsigned int inb(unsigned short port);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; inline unsigned int inb_p(unsigned short port);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; inline void outb(char value, unsigned short port);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; inline void outb_p(char value, unsigned short port);<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; 在include/adm/io.h里定义。<br>
&nbsp;&nbsp;&nbsp; inb_p()、outb_p()与inb()、outb_p()的不同在于前者在存取I/O时有等待(pause)一适应慢速的I/O设备。<br>