【内核&驱动】字符设备驱动程序【3】

open和release
open方法
提供给驱动程序以初始化的能力，open方法应完成以下工作
    检查设备特定的错误
    如果设备是首次打开，则对其进行初始化工作
    如有必要，更新f_op组件
    分配并填写置于filp->private_data里的数据结构

int (*open)(struct inode *inode, struct file *filep);

    inode: 在其i_cdev字段中包含了我们想要的信息
    file： 文件指针

    我们指向得到包含某cdev结构体的scull_dev结构体，可以通过以下方法
   

int (*open)(struct inode *inode, struct file *filep);

struct scull_dev *dev;
dev = container_of(inode->i_cdev, struct scull_dev, cdev);
filp ->private_data = dev;

经过简化的scuall_open

int scuall_open(struct inode *inode, struct file* filp)
{
    struct scull_dev *dev;

    dev = container_of(inode->i_cdev, struct scull_dev, cdev);
    filp->private_data = dev;

    if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == O_WRONLY) {
        scull_trim(dev);
    }
    return 0;
}

release方法
任务：
释放由open分配的，保存在file->private_data中的所有内容
在最后一次关闭操作时关闭设备

int scull_release(struct inode *inode, struct file* filp);

scull内存使用

void *kmalloc(size_t size, int flags);

试图分配size个字节大小的内存，其返回值指向该内存的指针，分配失败的时候返回NULL
flags参数用来描述内存的分配方法

void kfree(void *ptr);

释放kmalloc分配的空间

read和write

ssize_t read(struct file *filp, char __user *buff,
        size_t count, loff_t *offp);
        /*拷贝数据到应用程序空间*/
ssize_t write(struct file *filp, char __user *buff,
        size_t count, loff_t *offp);
        /*从应用程序空间拷贝数据*/

filp     是文件指针
count    是请求传输数据的长度
buff     是指向用户空间的缓冲区
offp    指明用户在文件中进行存取操作的位置(long offset type)

内核代码不能直接引用buff中的内容：
    用户空间的地址可能是无效的；
    内存可能不再ram中，造成oops错误
    遭到恶意程序打开后门

用户地址空间和内核地址空间数据的交换

unsigned long copy_to_user(void __user *to,
               const void *from,
               unosigned long count);
/*将数据拷贝到用户空间*/
unsigned long copy_from_user(void *to,
                 const void __user *from,
                 unsigned long count);
/*从用户空间将数据考到内核空间*/

read和write发生错误的时候将返回一个负值
如果返回一个大于等于0的值则表示成功和操作的数据的字节数

read方法
调用程序对read的返回值的解释如下
    返回值等于count，表示所请求的字节数成功并完全传输
    返回值小于count，表示部分数据传输成功，传输的字节数小于请求的字节数
    返回值等于0，表示传输达到了文件尾部
    返回值小于0，表示发生了错误，错误码在
        -EINTR    系统调用被中断
        -EFAULT    无效地址
    或者现在还没有数据，但以后可能会有，read系统调用会被阻塞
write方法
调用程序对write的返回值的解释如下
    返回值等于count，表示所请求的字节数成功并完全传输
    返回值小于count，表示部分数据传输成功，传输的字节数小于请求的字节数
    返回值等于0，表示什么也没有写入
    返回值小于0，表示发生了错误，错误码在
        -EINTR    系统调用被中断
        -EFAULT    无效地址

readv和writev
处理向量的函数

ssize_t (*readv) (struct file *filp, const struct iovec *lov,
            unsigned long count, loof_t *ppos);
    /* 将指定数量的数据依次读入每个缓冲区*/
ssize_t (*writev) (struct file *filp, const struct iovec *lov,
            unsigned long count, loof_t *ppos);

    /* 把各个缓冲区的内容收集起来， 并将它们在第一次写入操作中进行输出 */

 

struct iovec {
        void __user *iov_base;
        __kernel_size_t iov_len;
    };