1: ※ “全局性”是指，假如打开设备多次，所有打开它的文件描述符共享其中的数据。“持久性”是指，假如设备关闭后再次打开，数据不丢失。
2:
3: ※ 真实的驱动程序利用中断与它们的设备同步
4:
5: 主设备号和次设备号
6:
7: ※ 主设备号标识设备对应的驱动程序；次设备号由内核使用，用于正确确定设备文件所指的设备。我们可以通过次设备号获得一个指向内核设备的直接指针，也可将次设备号当作设备本地数组的索引，不管用哪种方式，除了知道次设备号用来指向驱动程序所实现的设备之外，内核本身基本上不关心关于次设备号的任何其他消息。
8:
9: ※ 设备编号的内部表达
10:
11: n 在内核中，dev_t类型（在linux/types.h中定义）用来保存设备编号——包括主设备号和次设备号。
12:
13: n MAJOR; MINOR MKDEV
14:
15: ※ 分配和释放设备编号
16:
17: n linux/fs.h:
18:
19: int register_chrdev_region;
20:
21: int alloc_chrdev_region;
22:
23: void unregister_chrdev_region;
24:
25: 驱动程序需要将设备编号和内部函数连接起来，这些内部函数用来实现设备的操作。
26:
27: ※ 动态分配主设备号
28:
29: n 某些主设备号已经静态地分配给了大部分公用设备。在内核源码树的Documentation/device.txt文件中可以找到这些设备的列表。
30:
31: n 一旦驱动程序被广泛使用，随机选定的主设备号可能造成冲突和麻烦
32:
33: n 强烈推荐你不要随便选择一个一个当前不用的设备号做为主设备号，而使用动态分配机制获取你的主设备号。
34:
35: n 动态分配的缺点是，由于分配给你的主设备号不能保证总是一样的，无法事先创建设备节点。然而这不是什么问题，这是因为一旦分配了设备号，你就可以从/proc/devices读到。为了加载一个设备驱动程序，对insmod的调用被替换为一个简单的脚本，它通过/proc/devices获得新分配的主设备号，并创建节点
36:
37: #!/bin/sh
38:
39: module="scull"
40:
41: device="scull"
42:
43: mode="664"
44:
45: # invoke insmod with all arguments we got
46:
47: # and use a pathname， as newer modutils don‘t look in . by default
48:
49: /sbin/insmod ./$module.ko $ exit 1
50:
51: # remove stale nodes
52:
53: rm -f /dev/$[0-3]
54:
55: major=$
56:
57: mknod /dev/$0 c $major 0
58:
59: mknod /dev/$1 c $major 1
60:
61: mknod /dev/$2 c $major 2
62:
63: mknod /dev/$3 c $major 3
64:
65: # give appropriate group/permissions， and change the group.
66:
67: # Not all distributions have staff， some have "wheel" instead.
68:
69: group="staff"
70:
71: grep -q ‘^staff:‘ /etc/group group="wheel"
72:
73: chgrp $group /dev/$[0-3]
74:
75: chmod $mode /dev/$[0-3]
76:
77: n 分配主设备号的最佳方式：默认采用动态分配，同时保留在加载甚至是编译时指定主设备号的余地。
78:
79: n Here‘s the code we use in scull ‘s source to get a major number:
80:
81: if else
82:
83: if
84:
85: ※ 一些重要的数据结构
86:
87: n文件操作file_operations
88:
89: ulinux/fs.h中定义file_operations。
90:
91: u__user表明指针是一个用户空间地址，因此不能被直接引用。
92:
93: ussize_t ; 初始化设备上的异步写入操作。
94:
95: uunsigned int ;
96: 是poll、epoll和select这三个系统调用的后端实现。可用来查询某个或多个文件描述符
97: 上的读取或写入是否会被阻塞。
98:
99: u int ;
100: 用于请求将设备内存映射到进程地址空间。
101:
102: uint ;
103: 用户调用它来刷新待处理的数据。
104:
105: uint ;
106: 用来通知设备其FASYNC标志发生了变化。
107:
108: file结构
109:
110: ustruct file是一个内核结构，不会出现在用户程序中
111:
112: inode结构
113:
114: u内核用inode结构在内部表示文件，因此它和file结构不同，后者表示打开的文件描述符。
115: 对单个文件，可能会有许多个表示打开的文件描述符的file结构，但它们都指向单个inode
116: 结构。
117:
118: udev_t i_rdev：对表示设备文件的inode结构，该字段包含了真正的设备编号。
119:
120: ustruct cdev i_cdev;struct cdev表示字符设备的内核的内部结构。
121: 当inode指向一个字符设备文件时，该字段包含了指向struct cdev结构的指针
122:
123: uunsigned int iminor;
124:
125: uunsigned int imajor;
126:
127: 用来从一个inode中获得主设备号和次设备号
128:
129: ※ 字符设备的注册
130:
131: n内核内部使用struct cdev结构来表示字符设备。为此我们的代码应包含linux/cdev.h，
132: 其中定义了这个结构以及与其相关的一些辅助函数。
133:
134: ※ The classic way to register a char device driver is with:
135:
136: int register_chrdev;
137:
138: int unregister_chrdev;
139:
140: ※ open方法
141:
142: n在大部分驱动程序中，open完成如下工作：
143:
144: u检查设备相关错误（诸如设备未就绪或相似的硬件问题）。
145:
146: u假如是首次打开，初始化设备。
147:
148: u标别次设备号，如有必要更新f_op指针。
149:
150: u分配和填写要放在filp-private_data里的数据结构。
151:
152: u增加使用计数。
153:
154: container_of;
155:
156: struct scull_dev dev; / device information /
157:
158: dev = container_of;
159:
160: filp-private_data = dev; / for other methods /
161:
162: ※ release方法的作用正好与open相反。这个设备方法有时也称为close。它应该：
163:
164: n 使用计数减1。
165:
166: n 释放open分配在filp-private_data中的内存。
167:
168: n 在最后一次关闭操作时关闭设备。
169:
170: ※ The scull driver introduces two core functions used to manage memory in the Linux kernel. These functions，
171: defined in linux/slab.h， are:
172:
173: void kmalloc;
174:
175: void kfree;
176:
177: ※ 在scull中，每个设备都是一个指针链表，其中每个指针都指向一个scull_qset结构。默认情况下，每一个这样的结构通过一个中间指针数组最多可引用4000000个字节。使用了一个有1000个指针的数组，每个指针指向一个4000字节的区域。
178:
179: ※ 量子是什么？？P65 每个量子占用4000个字节
180:
181: ※ 使用宏和整数值同时答应在编译期间和加载阶段进行配置，这种方法和前面选择主设备号的方法类似。对于驱动程序中任何不确定的或与策略相关的数值，我们都可以使用这种技巧。
182:
183: ※ read和write
184:
185: ssize_t read;
186:
187: 从设备拷贝数据到用户空间
188:
189: ssize_t write;
190: 从用户空间拷贝数据到设备上。
191:
192: ※ 参数buff是指向用户空间的缓冲区，这个缓冲区或者保存要写入的数据，或者是一个存放新读入数据的空缓冲区。
193:
194: unsigned long copy_to_user;
195:
196: unsigned long copy_from_user;
197:
198: ※ 这两个函数还检测用户空间的指针是否有效。
199:
200: ※ Read方法
201:
202: n假如返回值等于最为count参数传递给read系统调用的值，所请求的字节数传输就成功完成了。这是最好的情况。
203:
204: n假如返回值是正的，但是比count小，只有部分数据成功传送。这种情况因设备的不同可能有许多原因。大部分情况下，程序会重新读数据。例如，假如你用fread函数读数据，这个库库函数会不断调用系统调用直至所请求的数据传输完成。
205:
206: n假如返回值为0，它表示已经到达了文件尾。
207:
208: n负值意味着发生了错误。值就是错误编码，错误编码在linux/errno.h中定义。
209:
210: ※ 与read相似，根据如下返回值规则，write也可以传输少于请求的数据量：
211:
212: n假如返回值等于count，则完成了请求数目的字节传送。
213:
214: n假如返回值是正的，但小于count，只传输了部分数据。再说明一次，程序很可能会再次读取余下的部分。
215:
216: n假如值为0，什么也没写。这个结果不是错误，而且也没有什么缘由需要返回一个错误编码。再说明一次，标准库会重复调用write。以后的章节会介绍阻塞型write，我们会对这种情形最更详尽的考察。
217:
218: n负值意味发生了错误；语义与read相同。
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