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  • Linux2.6内核驱动移植参考

    1、 使用新的入口
    必须包含 <linux/init.h>
    module_init(your_init_func);
    module_exit(your_exit_func);
    老版本:int init_module(void);
    void cleanup_module(voi);
    2.4中两种都可以用,对如后面的入口函数不必要显示包含任何头文件。

    2、 GPL
    MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
    老版本:MODULE_LICENSE("GPL");

    3、 模块参数
    必须显式包含<linux/moduleparam.h>
    module_param(name, type, perm);
    module_param_named(name, value, type, perm);
    参数定义
    module_param_string(name, string, len, perm);
    module_param_array(name, type, num, perm);
    老版本:MODULE_PARM(variable,type);
    MODULE_PARM_DESC(variable,type);

    4、 模块别名
    MODULE_ALIAS("alias-name");
    这是新增的,在老版本中需在/etc/modules.conf配置,现在在代码中就可以实现。

    5、 模块计数
    int try_module_get(&module);
    module_put();
    老版本:MOD_INC_USE_COUNT 和 MOD_DEC_USE_COUNT

    6、 符号导出
    只有显示的导出符号才能被其他模块使用,默认不导出所有的符号,不必使用EXPORT_NO
    _SYMBOLS
    老板本:默认导出所有的符号,除非使用EXPORT_NO_SYMBOLS

    7、 内核版本检查
    需要在多个文件中包含<linux/module.h>时,不必定义__NO_VERSION__
    老版本:在多个文件中包含<linux/module.h>时,除在主文件外的其他文件中必须定义_
    _NO_VERSION__,防止版本重复定义。

    8、 设备号
    kdev_t被废除不可用,新的dev_t拓展到了32位,12位主设备号,20位次设备号。
    unsigned int iminor(struct inode *inode);
    unsigned int imajor(struct inode *inode);
    老版本:8位主设备号,8位次设备号
    int MAJOR(kdev_t dev);
    int MINOR(kdev_t dev);

    9、 内存分配头文件变更
    所有的内存分配函数包含在头文件<linux/slab.h>,而原来的<linux/malloc.h>不存在
    老版本:内存分配函数包含在头文件<linux/malloc.h>

    10、 结构体的初试化
    gcc开始采用ANSI C的struct结构体的初始化形式:
    static struct some_structure = {
    .field1 = value,
    .field2 = value,
    ..
    };
    老版本:非标准的初试化形式
    static struct some_structure = {
    field1: value,
    field2: value,
    ..
    };

    11、 用户模式帮助器
    int call_usermodehelper(char *path, char **argv, char **envp,
    int wait);
    新增wait参数

    12、 request_module()
    request_module("foo-device-%d", number);
    老版本:
    char module_name[32];
    printf(module_name, "foo-device-%d", number);
    request_module(module_name);

    13、 dev_t引发的字符设备的变化
    1、取主次设备号为
    unsigned iminor(struct inode *inode);
    unsigned imajor(struct inode *inode);
    2、老的register_chrdev()用法没变,保持向后兼容,但不能访问设备号大于256的设备

    3、新的接口为
    a)注册字符设备范围
    int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, char *name);
    b)动态申请主设备号
    int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, char
    *name);
    看了这两个函数郁闷吧^_^!怎么和file_operations结构联系起来啊?别急!
    c)包含 <linux/cdev.h>,利用struct cdev和file_operations连接
    struct cdev *cdev_alloc(void);
    void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops);
    int cdev_add(struct cdev *cdev, dev_t dev, unsigned count);
    (分别为,申请cdev结构,和fops连接,将设备加入到系统中!好复杂啊!)
    d)void cdev_del(struct cdev *cdev);
    只有在cdev_add执行成功才可运行。
    e)辅助函数
    kobject_put(&cdev->kobj);
    struct kobject *cdev_get(struct cdev *cdev);
    void cdev_put(struct cdev *cdev);
    这一部分变化和新增的/sys/dev有一定的关联。

    14、 新增对/proc的访问操作
    <linux/seq_file.h>
    以前的/proc中只能得到string, seq_file操作能得到如long等多种数据。
    相关函数:
    static struct seq_operations 必须实现这个类似file_operations得数据中得各个成
    员函数。
    seq_printf();
    int seq_putc(struct seq_file *m, char c);
    int seq_puts(struct seq_file *m, const char *s);
    int seq_escape(struct seq_file *m, const char *s, const char *esc);
    int seq_path(struct seq_file *m, struct vfsmount *mnt,
    struct dentry *dentry, char *esc);
    seq_open(file, &ct_seq_ops);
    等等

    15、 底层内存分配
    1、<linux/malloc.h>头文件改为<linux/slab.h>
    2、分配标志GFP_BUFFER被取消,取而代之的是GFP_NOIO 和 GFP_NOFS
    3、新增__GFP_REPEAT,__GFP_NOFAIL,__GFP_NORETRY分配标志
    4、页面分配函数alloc_pages(),get_free_page()被包含在<linux/gfp.h>中
    5、对NUMA系统新增了几个函数:
    a) struct page *alloc_pages_node(int node_id,
    unsigned int gfp_mask,
    unsigned int order);
    b) void free_hot_page(struct page *page);
    c) void free_cold_page(struct page *page);
    6、 新增Memory pools
    <linux/mempool.h>
    mempool_t *mempool_create(int min_nr,
    mempool_alloc_t *alloc_fn,
    mempool_free_t *free_fn,
    void *pool_data);
    void *mempool_alloc(mempool_t *pool, int gfp_mask);
    void mempool_free(void *element, mempool_t *pool);
    int mempool_resize(mempool_t *pool, int new_min_nr, int gfp_mask);

    16、 per-CPU变量
    get_cpu_var();
    put_cpu_var();
    void *alloc_percpu(type);
    void free_percpu(const void *);
    per_cpu_ptr(void *ptr, int cpu)
    get_cpu_ptr(ptr)
    put_cpu_ptr(ptr)
    老版本使用
    DEFINE_PER_CPU(type, name);
    EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(name);
    EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(name);
    DECLARE_PER_CPU(type, name);
    DEFINE_PER_CPU(int, mypcint);
    2.6内核采用了可剥夺得调度方式这些宏都不安全。

    17、 内核时间变化
    1、现在的各个平台的HZ为
    Alpha: 1024/1200; ARM: 100/128/200/1000; CRIS: 100; i386: 1000; IA-64:
    1024; M68K: 100; M68K-nommu: 50-1000; MIPS: 100/128/1000; MIPS64: 100;
    PA-RISC: 100/1000; PowerPC32: 100; PowerPC64: 1000; S/390: 100; SPARC32:
    100; SPARC64: 100; SuperH: 100/1000; UML: 100; v850: 24-100; x86-64: 1000.
    2、由于HZ的变化,原来的jiffies计数器很快就溢出了,引入了新的计数器jiffies_64
    3、#include <linux/jiffies.h>
    u64 my_time = get_jiffies_64();
    4、新的时间结构增加了纳秒成员变量
    struct timespec current_kernel_time(void);
    5、他的timer函数没变,新增
    void add_timer_on(struct timer_list *timer, int cpu);
    6、新增纳秒级延时函数
    ndelay();
    7、POSIX clocks 参考kernel/posix-timers.c

    18、 工作队列(workqueue)
    1、任务队列(task queue )接口函数都被取消,新增了workqueue接口函数
    struct workqueue_struct *create_workqueue(const char *name);
    DECLARE_WORK(name, void (*function)(void *), void *data);
    INIT_WORK(struct work_struct *work,
    void (*function)(void *), void *data);
    PREPARE_WORK(struct work_struct *work,
    void (*function)(void *), void *data);
    2、申明struct work_struct结构
    int queue_work(struct workqueue_struct *queue,
    struct work_struct *work);
    int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *queue,
    struct work_struct *work,
    unsigned long delay);
    int cancel_delayed_work(struct work_struct *work);
    void flush_workqueue(struct workqueue_struct *queue);
    void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *queue);
    int schedule_work(struct work_struct *work);
    int schedule_delayed_work(struct work_struct *work, unsigned long
    delay);

    19、 新增创建VFS的"libfs"
    libfs给创建一个新的文件系统提供了大量的API.
    主要是对struct file_system_type的实现。
    参考源代码:
    drivers/hotplug/pci_hotplug_core.c
    drivers/usb/core/inode.c
    drivers/oprofile/oprofilefs.c
    fs/ramfs/inode.c
    fs/nfsd/nfsctl.c (simple_fill_super() example)

    20、 DMA的变化
    未变化的有:
    void *pci_alloc_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size,
    dma_addr_t *dma_handle);
    void pci_free_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size,
    void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);
    变化的有:
    1、 void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
    dma_addr_t *dma_handle, int flag);
    void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size,
    void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);
    2、列举了映射方向:
    enum dma_data_direction {
    DMA_BIDIRECTIONAL = 0,
    DMA_TO_DEVICE = 1,
    DMA_FROM_DEVICE = 2,
    DMA_NONE = 3,
    };
    3、单映射
    dma_addr_t dma_map_single(struct device *dev, void *addr,
    size_t size,
    enum dma_data_direction direction);
    void dma_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
    size_t size,
    enum dma_data_direction direction);
    4、页面映射
    dma_addr_t dma_map_page(struct device *dev, struct page *page,
    unsigned long offset, size_t size,
    enum dma_data_direction direction);
    void dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
    size_t size,
    enum dma_data_direction direction);
    5、有关scatter/gather的函数:
    int dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
    int nents, enum dma_data_direction direction);
    void dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
    int nhwentries, enum dma_data_direction direction);
    6、非一致性映射(Noncoherent DMA mappings)
    void *dma_alloc_noncoherent(struct device *dev, size_t size,
    dma_addr_t *dma_handle, int flag);
    void dma_sync_single_range(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle,
    unsigned long offset, size_t size,
    enum dma_data_direction direction);
    void dma_free_noncoherent(struct device *dev, size_t size,
    void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);
    7、DAC (double address cycle)
    int pci_dac_set_dma_mask(struct pci_dev *dev, u64 mask);
    void pci_dac_dma_sync_single(struct pci_dev *dev,
    dma64_addr_t dma_addr,
    size_t len, int direction);

    21、 互斥
    新增seqlock主要用于:
    1、少量的数据保护
    2、数据比较简单(没有指针),并且使用频率很高
    3、对不产生任何副作用的数据的访问
    4、访问时写者不被饿死
    <linux/seqlock.h>
    初始化
    seqlock_t lock1 = SEQLOCK_UNLOCKED;
    或seqlock_t lock2; seqlock_init(&lock2);
    void write_seqlock(seqlock_t *sl);
    void write_sequnlock(seqlock_t *sl);
    int write_tryseqlock(seqlock_t *sl);
    void write_seqlock_irqsave(seqlock_t *sl, long flags);
    void write_sequnlock_irqrestore(seqlock_t *sl, long flags);
    void write_seqlock_irq(seqlock_t *sl);
    void write_sequnlock_irq(seqlock_t *sl);
    void write_seqlock_bh(seqlock_t *sl);
    void write_sequnlock_bh(seqlock_t *sl);
    unsigned int read_seqbegin(seqlock_t *sl);
    int read_seqretry(seqlock_t *sl, unsigned int iv);
    unsigned int read_seqbegin_irqsave(seqlock_t *sl, long flags);
    int read_seqretry_irqrestore(seqlock_t *sl, unsigned int iv, long
    flags);

    22、 内核可剥夺
    <linux/preempt.h>
    preempt_disable();
    preempt_enable_no_resched();
    preempt_enable_noresched();
    preempt_check_resched();

    23、 眠和唤醒
    1、原来的函数可用,新增下列函数:
    prepare_to_wait_exclusive();
    prepare_to_wait();
    2、等待队列的变化
    typedef int (*wait_queue_func_t)(wait_queue_t *wait,
    unsigned mode, int sync);
    void init_waitqueue_func_entry(wait_queue_t *queue,
    wait_queue_func_t func);

    24、 新增完成事件(completion events)
    <linux/completion.h>
    init_completion(&my_comp);
    void wait_for_completion(struct completion *comp);
    void complete(struct completion *comp);
    void complete_all(struct completion *comp);

    25、 RCU(Read-copy-update)
    rcu_read_lock();
    void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(void *arg),
    void *arg);

    26、 中断处理
    1、中断处理有返回值了。
    IRQ_RETVAL(handled);
    2、cli(), sti(), save_flags(), 和 restore_flags()不再有效,应该使用local_save
    _flags() 或local_irq_disable()。
    3、synchronize_irq()函数有改动
    4、新增int can_request_irq(unsigned int irq, unsigned long flags);
    5、 request_irq() 和free_irq() 从 <linux/sched.h>改到了 <linux/interrupt.h>

    27、 异步I/O(AIO)
    <linux/aio.h>
    ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *iocb, char __user *buffer,
    size_t count, loff_t pos);
    ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *iocb, const char __user *buffer,
    size_t count, loff_t pos);
    int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync);
    新增到了file_operation结构中。
    is_sync_kiocb(struct kiocb *iocb);
    int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2);

    28、 网络驱动
    1、struct net_device *alloc_netdev(int sizeof_priv, const char *name,
    void (*setup)(struct net_device *));
    struct net_device *alloc_etherdev(int sizeof_priv);
    2、新增NAPI(New API)
    void netif_rx_schedule(struct net_device *dev);
    void netif_rx_complete(struct net_device *dev);
    int netif_rx_ni(struct sk_buff *skb);
    (老版本为netif_rx())

    29、 USB驱动
    老版本struct usb_driver取消了,新的结构体为
    struct usb_class_driver {
    char *name;
    struct file_operations *fops;
    mode_t mode;
    int minor_base;
    };
    int usb_submit_urb(struct urb *urb, int mem_flags);
    int (*probe) (struct usb_interface *intf,
    const struct usb_device_id *id);

    30、 block I/O 层
    这一部分做的改动最大。不祥叙。

    31、 mmap()
    int remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
    unsigned long to, unsigned long size,
    pgprot_t prot);
    int io_remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
    unsigned long to, unsigned long size,
    pgprot_t prot);
    struct page *(*nopage)(struct vm_area_struct *area,
    unsigned long address,
    int *type);
    int (*populate)(struct vm_area_struct *area, unsigned long address,
    unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff,
    int nonblock);
    int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
    unsigned long addr, struct page *page,
    pgprot_t prot);
    struct page *vmalloc_to_page(void *address);

    32、 零拷贝块I/O(Zero-copy block I/O)
    struct bio *bio_map_user(struct block_device *bdev,
    unsigned long uaddr,
    unsigned int len,
    int write_to_vm);
    void bio_unmap_user(struct bio *bio, int write_to_vm);
    int get_user_pages(struct task_struct *task,
    struct mm_struct *mm,
    unsigned long start,
    int len,
    int write,
    int force,
    struct page **pages,
    struct vm_area_struct **vmas);

    33、 高端内存操作kmaps


    void *kmap_atomic(struct page *page, enum km_type type);
    void kunmap_atomic(void *address, enum km_type type);
    struct page *kmap_atomic_to_page(void *address);
    老版本:kmap() 和 kunmap()。

    34、 驱动模型
    主要用于设备管理。
    1、 sysfs
    2、 Kobjects

    推荐文章:
    http:/www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/kernel/l-kernel26/index.shtml
    http:/www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/l-inside/index.shtml

    2.6里不需要再定义“__KERNEL__”和“MODULE”了。
    用下面的Makefile文件编译:
    代码:

    obj-m := hello.o

    KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build
    PWD := $(shell pwd)
    default:
    $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules
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