linux驱动开发详解——宋宝华 笔记

linux驱动开发详解————宋宝华 笔记
1.udev负责捕获内核发送的uevent事件，进行规则匹配生成删除设备文件,比devfs区别是将设备的增加删除交给应用程序，而不是给内核
2.字符设备驱动cdev_add（）函数和cdev_del（）函数分别向系统添加和删除一个cdev，完成字符设备的注册和注销，在字符设备驱动模块加载函数中应该实现设备号的申请和cdev的注册，而在卸载函数中应实现设备号的释放和cdev的注销。
3.file_operations结构体中的成员函数是字符设备驱动与内核虚拟文件系统的接口，由于用户空间不能直接访问内核空间的内存，因此借助了函数copy_from_user（）完成用户空间缓冲区到内核空间的复制，以及
copy_to_user（）完成内核空间到用户空间缓冲区的复制
4.访问共享资源的代码区域称为临界区（Critical Sections），临界区需要被以某种互斥机制加以保护。中断屏蔽、原子操作、自旋锁、
信号量、互斥体等是Linux设备驱动中可采用的互斥途径。
5.在自旋锁锁定期间不能调用可能引起进程调度的函数。如果进程获得自旋锁之后再阻塞，如调用copy_from_user（）、
copy_to_user（）、kmalloc（）和msleep（）等函数，则可能导致内核的崩溃。
6.互斥体是进程级的，用于多个进程之间对资源的互斥，虽然也是在内核中，但是该内核执行路径是以进程的身
份，代表进程来争夺资源的。如果竞争失败，会发生进程上下文切换，当前进程进入睡眠状态，CPU将运行其
他进程。鉴于进程上下文切换的开销也很大，因此，只有当进程占用资源时间较长时，用互斥体才是较好的选
择。当所要保护的临界区访问时间比较短时，用自旋锁是非常方便的，因为它可节省上下文切换的时间。但是CPU
得不到自旋锁会在那里空转直到其他执行单元解锁为止，所以要求锁不能在临界区里长时间停留，否则会降低
系统的效率。
7.  由此，可以总结出自旋锁和互斥体选用的3项原则。
    1）当锁不能被获取到时，使用互斥体的开销是进程上下文切换时间，使用自旋锁的开销是等待获取自旋锁（由
    临界区执行时间决定）。若临界区比较小，宜使用自旋锁，若临界区很大，应使用互斥体。
    2）互斥体所保护的临界区可包含可能引起阻塞的代码，而自旋锁则绝对要避免用来保护包含这样代码的临界
    区。因为阻塞意味着要进行进程的切换，如果进程被切换出去后，另一个进程企图获取本自旋锁，死锁就会发
    生。
    3）互斥体存在于进程上下文，因此，如果被保护的共享资源需要在中断或软中断情况下使用，则在互斥体和自
    旋锁之间只能选择自旋锁。当然，如果一定要使用互斥体，则只能通过mutex_trylock（）方式进行，不能获取就
    立即返回以避免阻塞
8 并发和竞态广泛存在，中断屏蔽、原子操作、自旋锁和互斥体都是解决并发问题的机制。中断屏蔽很少单独被
使用，原子操作只能针对整数进行，因此自旋锁和互斥体应用最为广泛。
自旋锁会导致死循环，锁定期间不允许阻塞，因此要求锁定的临界区小。互斥体允许临界区阻塞，可以适用于
临界区大的情况。
10.Linux设备中的并发控制有中断屏蔽、原子操作、自旋锁、读写锁、RCU锁、互斥量;
11.通常会使用select（）和poll（）系统调用查询是否可对设备进行无阻塞的访问,select（）和poll（）系统调用的本质一样，前者在BSD UNIX中引入，后者在System V中引入.
当多路复用的文件数量庞大、I/O流量频繁的时候，一般不太适合使用select（）和poll（），此种情况下，select（）和poll（）的
性能表现较差，我们宜使用epoll。epoll的最大好处是不会随着fd的数目增长而降低效率，select（）则会随着fd的数量增大性能下
降明显。
12.Linux中的异步I/O:使用信号可以实现设备驱动与用户程序之间的异步通知，总体而言，设备驱动和用户空间要分别完成3项对应的
工作，用户空间设置文件的拥有者、FASYNC标志及捕获信号，内核空间响应对文件的拥有者、FASYNC标志的
设置并在资源可获得时释放信号。
13.在Linux 2.6以后的设备驱动模型中，需关心总线、设备和驱动这3个实体，总线将设备和驱动绑定。在系统每注
册一个设备的时候，会寻找与之匹配的驱动；相反的，在系统每注册一个驱动的时候，会寻找与之匹配的设
备，而匹配由总线完成
14.现在我们将前面章节的globalfifo驱动挂接到platform总线上，这要完成两个工作。
1）将globalfifo移植为platform驱动。注册完globalfifo对应的platform_driver后，我们会发现/sys/bus/platform/drivers目录下多出了一个名字叫globalfifo的子目录。
static struct platform_driver globalfifo_driver = {
 .driver = {
 .name = "globalfifo",
 .owner = THIS_MODULE,
 },
 .probe = globalfifo_probe,
 .remove = globalfifo_remove,
};
2）在板文件中添加globalfifo这个platform设备。会在/sys/devices/platform目录下看到一个名字叫globalfifo的子目录，/sys/devices/platform/globalfifo中会有一个driver文件，它是指向/sys/bus/platform/drivers/globalfifo的符号链接，
static struct platform_device globalfifo_device = {
 .name = "globalfifo",
 .id = -1,
};