【內核&驅動】字符設備驅動程序【3】

open和release
open方法
提供給驅動程序以初始化的能力，open方法應完成以下工作
    檢查設備特定的錯誤
    如果設備是首次打開，則對其進行初始化工作
    如有必要，更新f_op組件
    分配並填寫置於filp->private_data裏的數據結構

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

    inode: 在其i_cdev字段中包含了我們想要的信息
    file： 文件指針

    我們指向得到包含某cdev結構體的scull_dev結構體，可以通過以下方法
   

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;

經過簡化的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
任務：
釋放由open分配的，保存在file->private_data中的所有內容
在最後一次關閉操作時關閉設備

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

scull內存使用

void 
*kmalloc(size_t size,
int flags);

試圖分配size個字節大小的內存，其返回值指向該內存的指針，分配失敗的時候返回NULL
flags參數用來描述內存的分配方法

void kfree(void
*ptr);

釋放kmalloc分配的空間

read和write

ssize_t read(struct file
*filp, char __user
*buff,
        size_t count, loff_t
*offp);
        /*拷貝數據到應用程序空間*/
ssize_t write(struct file
*filp, char __user
*buff,
        size_t count, loff_t
*offp);
        /*從應用程序空間拷貝數據*/

filp     是文件指針
count    是請求傳輸數據的長度
buff     是指向用戶空間的緩衝區
offp    指明用戶在文件中進行存取操作的位置(long offset type)

內核代碼不能直接引用buff中的內容：
    用戶空間的地址可能是無效的；
    內存可能不再ram中，造成oops錯誤
    遭到惡意程序打開後門

用戶地址空間和內核地址空間數據的交換

unsigned long copy_to_user(void __user
*to,
               const void
*from,
               unosigned long count);
/*將數據拷貝到用戶空間*/
unsigned long copy_from_user(void
*to,
                 const void __user
*from,
                 unsigned long count);
/*從用戶空間將數據考到內核空間*/

read和write發生錯誤的時候將返回一個負值
如果返回一個大於等於0的值則表示成功和操作的數據的字節數

read方法
調用程序對read的返回值的解釋如下
    返回值等於count，表示所請求的字節數成功並完全傳輸
    返回值小於count，表示部分數據傳輸成功，傳輸的字節數小於請求的字節數
    返回值等於0，表示傳輸達到了文件尾部
    返回值小於0，表示發生了錯誤，錯誤碼在<linux/errno.h>
        -EINTR    系統調用被中斷
        -EFAULT    無效地址
    或者現在還沒有數據，但以後可能會有，read系統調用會被阻塞
write方法
調用程序對write的返回值的解釋如下
    返回值等於count，表示所請求的字節數成功並完全傳輸
    返回值小於count，表示部分數據傳輸成功，傳輸的字節數小於請求的字節數
    返回值等於0，表示什麼也沒有寫入
    返回值小於0，表示發生了錯誤，錯誤碼在<linux/errno.h>
        -EINTR    系統調用被中斷
        -EFAULT    無效地址

readv和writev
處理向量的函數

ssize_t
(*readv)
(struct file *filp,
const struct iovec 
*lov,
            unsigned long count, loof_t
*ppos);
    /* 將指定數量的數據依次讀入每個緩衝區*/
ssize_t 
(*writev)
(struct file *filp,
const struct iovec 
*lov,
            unsigned long count, loof_t
*ppos);

    /* 把各個緩衝區的內容收集起來， 並將它們在第一次寫入操作中進行輸出 */

 

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