linux内核设计与实现读书笔记——设备和模块

一、设备类型

1、块设备 blkdev：以块为单位寻址，支持重定位（数据随机访问），通过块设备节点来访问。

2、字符设备cdev：不可寻址，提供数据流访问，通过字符设备节点访问。

3、网络设备：对网络的访问，通过物理适配器和协议进行访问。

4）杂项设备miscdev：表示简单设备；伪设备

二、模块

可装载内核模块：单独的二进制镜像，允许内核在运行时i动态插入或删除代码。

ps 静态编译到内核镜像的区别

1、出入口点

入口点：init，出口点，一般用于注册资源、初始化硬件、分配数据结构等：exit：从内核中卸载。

如果编译到内核中，init存放在内核映像中，并且退出函数不会被包含和调用

2、构建模块（kbuild构建系统）

管理模块源码：

1）加入内核代码树（补丁或者代码）：

设备驱动程序：内核源码树根目录/dirver：字符/char 块/block usb /usb 

在树和自身makefile中加入位置和指令。

2）内核源代码树之外：

在自身源代码目录中建立makefile；通过make命令找到源代码和makefile

3、安装模块

以后的模块在/lib/modules/version/kernel对应位置中，make modules_install安装

4、模块依赖

depmod产生依赖信息生成在/lib/modules/version/modules.dep

5、载入模块

简单载入  insmod 名称.ko ·

modprobe：提供模块依赖性分析、智能差错、错误报告等 modprobe module 参数，会自动加载依赖模块

6、配置

kbuild系统配置：在kconfig文件中添加选项对应内核源码树。

可以配置 编译到内核还是模块形式，依赖关系，标志项等。

7、模块参数：驱动程序声明，用户在系统启动或者模块装载时指定参数值，通过宏module_param(name,type,perm)       

8、导出符号表

只有被导出后的内核函数，才可以被模块调用，代码被配置为模块的时候必须确保接口全部被导出。

导出的内核符号表被看做导出的内核接口，内核API。

导出指令：EXPORT_SYMBOL（）    

三、设备模型

1、统一设备模型：系统中该设备拓扑关系的树结构。

1 ）kobject

嵌入其它结构，使其成为对象层次架构中的一部分。

包含引用计数、父子关系、对象名称

2 ）ktype

kobject对象被关联到类型，定义于，描述某种kobject的普遍特性                                         

kobject相关的默认特性：西沟行为、sysfs行为等 

3） kset

kobject对象的集合体，定义于，通过list链接集合的所有对象

嵌入的kobject作为kobject组的基类，在sysfs中，相关的object以独立目录的形式出现在文件系统中。

2、sysfs

处于内存中的文件系统，提供了kobject对象层次结构的视图，以文件的方式观察系统中设备的拓扑结构。

设备结构树导出为要给文件系统，sysfs挂载在sys目录下，把kobject对象映射为目录项。

1）包含目录：

block每个子目录对应系统中已经注册的设备；

bus：系统总线视图；

class：以高层功能罗技组织的系统设备视图；

dev：已注册设备节点的视图；

devices：系统设备拓扑结构视图，映射内核设备结构体的组织层次，

firmware：底层子系统的特殊树；

fs：已注册文件系统视图；

kernel：内核配置项和状态信息；

module：系统已加载模块信息；

power：系统范围的电源管理数据。

 2）kobject操作

kobject导入sysfs：kobject_add，根据kobject对象层次结构中的位置设置目录位置；

目录中的文件：属性，默认为ktype提供。

3）内核事件层

供内核到用户的消息通知系统：从kobject对象出发，每个事件源是一个sysfs路径——>将事件模拟为信——>通过多点传送套接字netlink将事件从内核空间传递到用户控件。