《Linux设备驱动程序》读书笔记

《Linux设备驱动程序》读书笔记

第一章 设备驱动简介

1. Linux内核源码复杂，学习起来需要一个切入点，设备驱动提供了这样的门路。
2. 驱动程序的角色是提供机制，而不是策略；机制是提供什么能力，策略是如何使用这些能力。例如ftpd协议提供文件传输机制（机制），而用户可以选择使用自己喜欢的客户端（策略）。
3. 编写内核代码来存取硬件, 但是不能强加特别的策略给用户, 因为不同的用户有不同的需求. 驱动应当做到使硬件可用, 将所有关于如何使用硬件的事情留给应用程序.
4. 内核的划分：内核可以说有5项能力，这五项能力都是依附于相应的硬件实体。它们包括①进程管理（CPU）②内存管理（RAM）③文件系统（ROM）④设备控制（各种外设）⑤网络（特殊外设–网卡）。其中设备控制的部分是本书的话题。
5. 设备和模块分类：linux设备可以分为三种，每个模块实现3种类型中的1种，分别为字符模块、块模块以及网络模块。
   ①字符设备是字节流，比如键盘；块设备是整块存取；字符设备与块设备的区别仅仅在内核内部管理数据的方式上，因此在内核/驱动接口上不同，但是他们都是通过一个文件系统节点被用户访问的，因此对用户是透明的。
   ②网络设备比较特殊，虽然有例如eth0这样的名字，没有对应的文件节点，不能read和write，而是内核调用和报文传递相关的函数；另外网络驱动对单一TCP连接一无所知，它只处理报文。
6. 偶数内核版本(2.6.x)是稳定版，用来做通用的发布；奇数内核版本(2.7.x)是开发版本。

第二章 建立和运行模块

1. 内核靠自己运行，没有C库的帮助。（比如printk就是内核自己的打印函数）；
2. 编写一个模块的困难是理解你的设备，以及如何获得最高性能。
3. 驱动编程类似于事件驱动的编程，而不是所有的应用程序都是事件驱动的。
4. 内核编程和应用编程的一点区别：应用程序开发中段错误是无害的，而一个内核错误大则终止整个系统，小则杀掉当前进程。
5. 内核空间和用户空间不仅代表着两种不同的特权级别，而且每个模式有它自己的内存映射，它自己的地址空间。
6. 因为并发在内核中大量存在，因此内核代码，包括驱动代码，必须是可重入的，它必须能够同时在多个上下文中运行。如果不考虑并发来编写代码，极有可能导致严重失效，以至于非常难于调试。
7. 应用程序lay out在虚拟内存中，有一个很大的stack（用于保存历史函数调用和所有的自动变量）；内核有一个非常小的stack，小到可以只有一页（4096字节，linux中通常一页是4096字节）。内核编程中，需要大结构时，应该在调用时动态申请堆空间。
8. 双下划线开头的函数是low-level component of the interface,调用时必须非常小心，原则是“if you call this function, be sure you know what you are doing.”
9. 内核代码不能做浮点运算。