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#include <linux/module.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h> /* printk() */
#include <linux/slab.h> /* kmalloc() */
#include <linux/fs.h> /* everything... */
#include <linux/errno.h> /* error codes */
#include <linux/types.h> /* size_t */
#include <linux/fcntl.h> /* O_ACCMODE */
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/system.h> /* cli(), *_flags */
#include <asm/uaccess.h> /* copy_*_user */
#include "scull.h" /* local definitions */
/*
* Our parameters which can be set at load time.
*/
int scull_major = SCULL_MAJOR; //传入模块的参数，感觉搞得很复杂
int scull_minor = 0;
int scull_nr_devs = SCULL_NR_DEVS; /* number of bare scull devices */
int scull_quantum = SCULL_QUANTUM;
int scull_qset = SCULL_QSET;
module_param(scull_major, int, S_IRUGO);
module_param(scull_minor, int, S_IRUGO);
module_param(scull_nr_devs, int, S_IRUGO);
module_param(scull_quantum, int, S_IRUGO);
module_param(scull_qset, int, S_IRUGO);
//？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？定义了一个设备对像指针（为什么下面用数组，搞不清白）
struct scull_dev *scull_devices; /* allocated in scull_init_module */
/*
* Empty out the scull device; must be called with the device
* semaphore held.初始化设备里面定义 的一些空间
*/
int scull_trim(struct scull_dev *dev)
{
struct scull_qset *next, *dptr; //定义了两个结构指针，采用的是链表，本人数据结构学得不好，现在噩梦开始了
int qset = dev->qset; /* "dev" is not-null *///当前的数组大小
int i;
for (dptr = dev->data; dptr; dptr = next) { /* all the list items *///这一个data应该是scull_qset对像
if (dptr->data) { //这个data应该是scull_qset成员变量
for (i = 0; i < qset; i++)
kfree(dptr->data[i]); //释放内存，这里又来了一个数组，我的理解是：死皮赖脸要这么多的空间
kfree(dptr->data); //估计是里面以前有东西，现在斗一斗，让出来，给我用
dptr->data = NULL; //初始化为空
}
next = dptr->next; //指针后移
kfree(dptr); //释放这个指针，不知道理解得对不对了，呵呵
}
//两次for循环后，这些空间都初始化好了！
dev->size = 0;
dev->quantum = scull_quantum;
dev->qset = scull_qset;
dev->data = NULL;
return 0;
}
/*
* Open and close
*/
int scull_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
struct scull_dev *dev; /* device information */
//这个函数的作用是通过一个结构的成员的指针，找到整个结构的指针，不是很明白用法
dev = container_of(inode->i_cdev, struct scull_dev, cdev);
filp->private_data = dev; /* for other methods *///设备一般是要先打再能进行读啊写啊还有其它操作，那么在第一步打开的时候，要把设备与设备操作结构给关联起来，open传入的第二个参数，文件指针，在文件这个结构体里有一个private_data数据成员，通过上一步的赋值操作，把设备和设备文件结构给关联起来了，这样在以后的read，write。。。中只要把这个private_data赋值给定义的设备结构dev，那么read，write方法操作的就是open的这个设备了，而不是其它的设备。
/* now trim to 0 the length of the device if open was write-only *///只读打开
if ( (filp->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) {
if (down_interruptible(&dev->sem)) //一般都要判断一下，P操作，这是一种可休眠可中断方式的休眠，在没有获得信号量的时候，这个进程将进入到可中断的休眠状态，还有种锁的机制是，自旋锁，其实，信号的底层实现上，还是自旋锁，看下信号量的结构体定义:
struct semaphore {
spinlock_t lock;
unsigned int count;
struct list_head wait_list;
};
自旋锁是一种忙等的状态的锁，没有获得锁的话，就要一直围着这个锁打转，这就是铊的字面意思了。在内核中避免并发和竞态的的方法有很多，有信号量和自旋锁的变种，如原子操作，位操作。当要保护的临界代码很短小的时候，如：p++这样的操作，使用一个信号量或是一个自旋锁，有点浪费了，用原子操作，atomic_t p。什么是原子操作呢？就是不可打断的。p++在c语言里是可以被打断的，因为在汇编里，他会汇编成三条汇编语言。那么这三条都可能会被 打断 的。加上原子操作后，呵呵，打断不了。
return -ERESTARTSYS;
scull_trim(dev); /* ignore errors */ //这个操作是临界代码了
up(&dev->sem); //v操作，释放信号量
}
return 0; /* success */
}
//那么什么时候用自旋锁，什么时候用信号量呢，一般在要进行大量的数据操作的时候，一般用信号量，耗用的时间相对来着要长一些，而一般的操作，用spinlock就可以了。
int scull_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}//这家伙很懒，什么也没有干
/*
* Follow the list
*/
//又开始了噩梦了，这是通过这个链表，找到具体的位置 （指针函数，返回一个指针）
struct scull_qset *scull_follow(struct scull_dev *dev, int n)
{
struct scull_qset *qs = dev->data;
/* Allocate first qset explicitly if need be */
if (! qs) {
qs = dev->data = kmalloc(sizeof(struct scull_qset), GFP_KERNEL);
if (qs == NULL)
return NULL; /* Never mind */
memset(qs, 0, sizeof(struct scull_qset));
}
/* Then follow the list */
//应该是单链表，错误理解一定要指出啊，谢谢！
while (n--) {
if (!qs->next) {
qs->next = kmalloc(sizeof(struct scull_qset), GFP_KERNEL);
if (qs->next == NULL)
return NULL; /* Never mind */
memset(qs->next, 0, sizeof(struct scull_qset));
}
qs = qs->next;
continue;
}
return qs;
}
/*
* Data management: read and write
*/
ssize_t scull_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count,
loff_t *f_pos)
{
//read函数能通过private_data来访问设备结构体，具体怎么实现的呢？因为在打开的时候，open方法的时候，会把设备结构体的信息赋值给struct file的private_data这个数据成员变量，在这里，回写一下，就可以知道read方法所要操作对像了。
struct scull_dev *dev = filp->private_data;
struct scull_qset *dptr; /* the first listitem */
int quantum = dev->quantum, qset = dev->qset;
int itemsize = quantum * qset; /* how many bytes in the listitem */
int item, s_pos, q_pos, rest;
ssize_t retval = 0;
if (down_interruptible(&dev->sem)) //取得信号量，p操作
return -ERESTARTSYS;
if (*f_pos >= dev->size) //越界了，滚出去！！呵呵f_pos是读取的位置
goto out;
if (*f_pos + count > dev->size) //没有越界，但是要读的数超过了本来的大小，那就把剩下的读走吧
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); //找到位置
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; //读完后的数据新位置
retval = count; //返回读取的数据量
out:
up(&dev->sem); //释放信号量，一般大量的数据拷贝，都要用到信号量机制来防止并发和竞态
return retval;
}
ssize_t scull_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,
loff_t *f_pos)
{
struct scull_dev *dev = filp->private_data;
struct scull_qset *dptr;
int quantum = dev->quantum, qset = dev->qset;
int itemsize = quantum * qset;
int item, s_pos, q_pos, rest;
ssize_t retval = -ENOMEM; /* value used in "goto out" statements */
if (down_interruptible(&dev->sem))
return -ERESTARTSYS;
/* 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 */
dptr = scull_follow(dev, item);
if (dptr == NULL)
goto out;
if (!dptr->data) {
dptr->data = kmalloc(qset * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
if (!dptr->data)
goto out;
memset(dptr->data, 0, qset * sizeof(char *));
}
if (!dptr->data[s_pos]) {
dptr->data[s_pos] = kmalloc(quantum, GFP_KERNEL);
if (!dptr->data[s_pos])
goto out;
}
/* write only up to the end of this quantum */
if (count > quantum - q_pos)
count = quantum - q_pos;
if (copy_from_user(dptr->data[s_pos]+q_pos, buf, count)) {
retval = -EFAULT;
goto out;
}
*f_pos += count;
retval = count;
/* update the size */
if (dev->size < *f_pos)
dev->size = *f_pos;
out:
up(&dev->sem);
return retval;
}
//下面就是文件操作了
struct file_operations scull_fops = {
.owner = THIS_MODULE, //必须，
.read = scull_read, //在头文件里申明的的三个函数
.write = scull_write,
.open = scull_open,
.release = scull_release,
};
/*
* Finally, the module stuff
*/
/*
* The cleanup function is used to handle initialization failures as well.
* Thefore, it must be careful to work correctly even if some of the items
* have not been initialized
*/
//下面就是卸载模块的啦
void scull_cleanup_module(void)
{
int i;
dev_t devno = MKDEV(scull_major, scull_minor);
/* Get rid of our char dev entries */
//？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？这条件判断是做什么用的？？？分配的内存大小？？搞不太清
if (scull_devices) {
for (i = 0; i < scull_nr_devs; i++) {
scull_trim(scull_devices + i); //清下0
cdev_del(&scull_devices[i].cdev); //取消关联
}
kfree(scull_devices); //释放内存空间
}
/* cleanup_module is never called if registering failed */
unregister_chrdev_region(devno, scull_nr_devs);//把设备注销了
}
/*
* Set up the char_dev structure for this device.
*///以下几行代码完成的是字符设备的注册工作。什么init啊，add啊，等早期也有字符设备注册的函数，int register_chrdev(),int unregister_chrdev()这是在2.4的内核中的老办法，2.6的内核中仍然保留。不过不建议使用。
static void scull_setup_cdev(struct scull_dev *dev, int index)
//传入的参数有设备结构体和次设备号
{
int err, devno = MKDEV(scull_major, scull_minor + index);
//合并一下，主设备号12位次设备号20位，这个宏就是一个移位操作
cdev_init(&dev->cdev, &scull_fops);//初始化设备，把文件操作和设备关联起来。
dev->cdev.owner = THIS_MODULE; //一定要，但都是一样的，呵呵
// dev->cdev.ops = &scull_fops; //其实cdev_init里最后要的一句就是这一句了，呵呵，
//cdev.h
err = cdev_add (&dev->cdev, devno, 1);
/* Fail gracefully if need be */
if (err)
printk(KERN_NOTICE "Error %d adding scull%d", err, index);
}
int scull_init_module(void)
{
int result, i;
dev_t dev = 0;
/*
* Get a range of minor numbers to work with, asking for a dynamic
* major unless directed otherwise at load time.
*///以下是完成主设备号的分配（头文件里定义scull_major=0，条件不成立）
if (scull_major) {
dev = MKDEV(scull_major, scull_minor);
result = register_chrdev_region(dev, scull_nr_devs, "scull");//静态注册
} else {
result = alloc_chrdev_region(&dev, scull_minor, scull_nr_devs,
"scull");//动态分配LDD3推荐使用的方法，不过很多的驱动程序都会按照上面的格式开写，
scull_major = MAJOR(dev); //分配到的主设备号，回写一下
}
if (result < 0) {
printk(KERN_WARNING "scull: can't get major %d\n", scull_major);
return result;
}
/*
* allocate the devices -- we can't have them static, as the number
* can be specified at load time
*/
scull_devices = kmalloc(scull_nr_devs * sizeof(struct scull_dev), GFP_KERNEL); //内核空间里内存的分配函数get_free_page
if (!scull_devices) { //分配不成功
result = -ENOMEM;
goto fail; /* Make this more graceful *///退出了驱动里面goto用得好像是不少
}
memset(scull_devices, 0, scull_nr_devs * sizeof(struct scull_dev));//初始化为0，国嵌里说，为设备描述结构分配内存，而分配的时候 scull_nr_devs决定了它可以使用数组。
/* Initialize each device. *///四个
//？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？这里有一个疑问，就是初始化对像的时候用的是指针，这里怎么用了数组，请牛人指导一下//
for (i = 0; i < scull_nr_devs; i++) {
scull_devices[i].quantum = scull_quantum; //4000
scull_devices[i].qset = scull_qset; //1000
init_MUTEX(&scull_devices[i].sem); //初始化信号量
scull_setup_cdev(&scull_devices[i], i);
}
return 0; /* succeed */
fail:
scull_cleanup_module();
return result;
}
module_init(scull_init_module);//初始化
module_exit(scull_cleanup_module);//卸载
MODULE_AUTHOR("amwha"); //作者
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");//licence
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