2017-2018-1 20179209《Linux内核原理与分析》第十周作业

设备与模块

设备分类

块设备

块设备可以以块为单位寻址，块大小随设备不同而不同；设备通常支持重定位操作，也就是对数据的随机访问。块设备的例子有外存，光盘等。

字符设备

字符设备不可寻址，仅供数据的流式访问，就是一个个字符，或是一个个字节。字符设备的例子有键盘、鼠标、打印机等。

网络设备

网络设备最常见的类型有时也以以太网设备来称呼，它提供了对网络的访问，这是通过一个物理适配器和一种特定的协议进行的。网络设备打破了Unix的“所有东西都是文件”的设计原则，它不是通过设备节点来访问，而是通过套接字API这样的特殊接口来访问。

模块

• Linux是“单块内核”（整个系统内核都运行于一个单独的保护域中）的操作系统。但是Linux内核是模块化组成的，它允许内核在运行时动态地向其中或从中删除代码。这些代码（包括相关的子例程、数据、函数入口或出口）被一并组合在一个单独的二进制镜像中，即所谓的可装载内核模块中，或简称为模块。支持模块的好处是基本内核镜像可以尽可能的小，因为可选功能和驱动程序可以利用模块形式再提供。
• 模块初始化函数必须符合int my_init(void)的形式。static可有可无，一般情况下，初始化函数不会被外部函数直接调用，所以可以用static标记；int函数会返回一个int型数值（0或非0）。init函数的主要作用有注册资源、初始化硬件、分配数据结构等。
• 模块初始化函数是模块入口点，exit函数是模块的出口函数，它有module_exit()例程注册到系统，在模块从内存卸载时调用。退出函数的作用是清理资源，保证硬件的一致性。它必须符合void my_exit(void)的形式。同样它也可以标记为static。

构建模块

放在内核源代码树中

这个方式会把你所编写的模块彻底放入linux内核，使之成为内核源代码树的一部分。不同功能的模块置于不同的位置，设备驱动程序存放于内核源码树根目录下/drivers的子目录下。

放在内核代码外

除了直接将模块添加到内核源码树这种一劳永逸的做法，还可以放在内核代码之外，把模块加载到在自己的源代码树目录下。这种方式是将模块源代码置于home目录下的某个地方，而前一种方式是直接将源代码存于/usr/src/linux下！

设备模型

kobject、ktype、kset之间的关系：kobject引入了诸如引用计数、父子关系和对象名称等基本对象道具，并且是一个统一的方式提供这些功能，它与ktype对象关联，ktype有struct kobj_type结构体表示，在kobject中，ktype字段指向该对象。kobject又归入了称作kset的集和，kset集和由struct kset结构体表示。

虚拟文件系统（sysfs）

sysfs为用户提供了kobject对象层次结构的试图。帮助用户能以一个简单文件系统的方式来观察系统中各种设备的拓扑结构。借助属性结构对象，kobject可以用导出文件的方式，将内核变量提供给用户读取写入。

可移植性

Linux之所以支持很多体系结构是因为在arch目录下存在对不同体系结构所特有的代码目录。