Linux设备驱动程序第三版学习（2）-字符设备驱动程序源码分析(续)

前段时间一直在搞GPS导航系统的应用软件，最近告一段落，继续捡起linux设备驱动，啃之！

上次记录了模块初始化代码的学习，今次看看卸载模块的代码。

void scull_cleanup_module(void) { int i; dev_t devno = MKDEV(scull_major, scull_minor); //这个见过！得到当前模块的设备号 if(scull_devices){ for(i = 0; i < scull_nr_devs; i++){ scull_trim(scull_devices +i); //在下面分析这个函数 cdev_del(&scull_devices[i].cdev); /*系统调用。从系统中移除一个字符设备。该函数同cdev_alloc, cdev_init, cdev_add三个函数构成了字符设备注册所需的函数 */ } kfree(scull_devices); /*此次和前面的kmalloc函数相对应，释放设备的内存空间（这里设备本身就是一段内存，哈哈） */ } }

 

看一下scull_trim

/*

* Empty out the scull device; must be called with the device

* semaphore held.

*/

该函数的作用很简单：遍历整个数据区，释放所有找到的量子和量子集。内容也很简单，不解释。

 

int scull_trim(struct scull_dev*dev) { struct scull_qset *next, *dptr; int qset = dev->qset; /*"dev" is not-null*/ for(dptr = dev->data; dptr; dptr = next) //遍历整个链表 { if(dptr->data) { for(i = 0; i < qset; i++) kfree(dptr->data[i]); kfree(dptr->data); dptr->data = NULL; } next = dptr->next; kfree(dptr); } dev->size = 0; dev->quantum = scull_quantum; dev->qset = scull_qset; dev->data = NULL; return 0; }   

SCULL设备驱动程序实现了几个最重要的设备方法。如下file_operations结构
struct file_operations scull_fops = { .owner = THIS_MODULE, .llseek = scull_llseek, .read = scull_real, .write = scull_write, .ioctl = scull_ioctl, .open = scull_open, .release = scull_release, };
这些方法都要驱动程序设计者自己来实现的，每个设备驱动程序都需要设计者来实现这几个方法。
例如驱动程序使用者对open的调用将会调用scull_open函数。我认为这里可以理解为所有驱动程序的接口都是相同的，只是内部实现不同。
关于open和release方法的作用参考书中page62， page63。
read和write方法的原型如下：
ssize_t read(stuct 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);
这两个方法的实质就是数据拷贝。read方法拷贝数据到用户地址空间，write方法拷贝数据到内核地址空间。实现这两种拷贝用到的内核函数如下（是大多数read和write方法实现的核心部分）:
unsigned long copy_to_user(void _ _user *to, const void *from, unsigned long count);
unsigned long copy_from_user(void *to, const void _ _user *from, unsigned long count);

分析一下scull的open方法：
int scull_open(struct inode *inode, struct file *filp) { struct scull_dev *dev; /* device information */ dev = container_of(inode->i_cdev, struct scull_dev, cdev); /*由于inode的i_cdev字段只是包含了指向struct cdev结构的指针，而我们要使用的是scull_dev结构指针，所有这里使用了container_of宏，用来取得包含cdev结构的scull_dev结构*/ filp->private_data = dev; /* 将得到的scull_dev结构指针保存起来，方便以后的访问。*/ /*这里只是当设备以“写”打开时，长度截为0*/ if ( (filp->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) { if (down_interruptible(&dev->sem)) /*获得信号量，成功获得则继续，没成功则返回-ERESTARSYS */ return -ERESTARTSYS; scull_trim(dev); /* ignore errors */ up(&dev->sem); /*释放信号量*/ } return 0; /* success */ }

分析一下scull的release方法：基本的scull没有需要关闭的硬件，因此直接返回。
int scull_release(struct inode *inode, struct file *filp) { return 0; }

分析一下scull的read方法：
ssize_t scull_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) { struct scull_dev *dev = filp->private_data; /*取得open时分配的保存在filp->private_data中的scull_dev结构指针。*/ struct scull_qset *dptr; /* the first listitem */ int quantum = dev->quantum, qset = dev->qset; /*取得量子大小（4000bytes）， 取得量子集大小（1000个量子）*/ int itemsize = quantum * qset; /* how many bytes in the listitem，链表中每个item的大小（4 000 000bytes） */ int item, s_pos, q_pos, rest; ssize_t retval = 0; if (down_interruptible(&dev->sem)) /*下面要进行的是一个互斥的操作，所以这里要获得信号量*/ return -ERESTARTSYS; if (*f_pos >= dev->size) /*如果要读取的偏移位置超过了设备文件的大小，则不能读取，直接跳到out*/ goto out; if (*f_pos + count > dev->size) /*如果要读取的内容超过了设备文件的大小，则截短之，只读到文件尾就可以了*/ count = dev->size - *f_pos; /* find listitem, qset index, and offset in the quantum */ item = (long)*f_pos / itemsize; rest = (long)*f_pos % itemsize; s_pos = rest / quantum; q_pos = rest % quantum; /* follow the list up to the right position (defined elsewhere) */ dptr = scull_follow(dev, item); if (dptr == NULL || !dptr->data || ! dptr->data[s_pos]) goto out; /* don't fill holes */ /* read only up to the end of this quantum */ if (count > quantum - q_pos) count = quantum - q_pos; if (copy_to_user(buf, dptr->data[s_pos] + q_pos, count)) { retval = -EFAULT; goto out; } *f_pos += count; retval = count; out: up(&dev->sem); return retval; }