2009年4月22日星期三
泡沫如何生成的?
2009年4月21日星期二
linux字符型设备驱动开发详解
Linux下的设备驱动程序被组织为一组完成不同任务的函数的集合,通过这些函数使得Windows的设备操作犹如文件一般。在应用程序看来,硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作,如open ()、close ()、read ()、write () 等。
Linux主要将设备分为二类:字符设备和块设备。字符设备是指设备发送和接收数据以字符的形式进行;而块设备则以整个数据缓冲区的形式进行。字符设备的驱动相对比较简单。
下面我们来假设一个非常简单的虚拟字符设备:这个设备中只有一个4个字节的全局变量int global_var,而这个设备的名字叫做"gobalvar"。对"gobalvar"设备的读写等操作即是对其中全局变量global_var的操作。
驱动程序是内核的一部分,因此我们需要给其添加模块初始化函数,该函数用来完成对所控设备的初始化工作,并调用register_chrdev() 函数注册字符设备:
static int __init gobalvar_init(void) { if (register_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar ", &gobalvar_fops)) { //…注册失败 } else { //…注册成功 } } |
其中,register_chrdev函数中的参数MAJOR_NUM为主设备号,"gobalvar"为设备名,gobalvar_fops为包含基本函数入口点的结构体,类型为file_operations。当gobalvar模块被加载时,gobalvar_init被执行,它将调用内核函数register_chrdev,把驱动程序的基本入口点指针存放在内核的字符设备地址表中,在用户进程对该设备执行系统调用时提供入口地址。
与模块初始化函数对应的就是模块卸载函数,需要调用register_chrdev()的"反函数" unregister_chrdev():
static void __exit gobalvar_exit(void) { if (unregister_chrdev(MAJOR_NUM, " gobalvar ")) { //…卸载失败 } else { //…卸载成功 } } |
随着内核不断增加新的功能,file_operations结构体已逐渐变得越来越大,但是大多数的驱动程序只是利用了其中的一部分。对于字符设备来说,要提供的主要入口有:open ()、release ()、read ()、write ()、ioctl ()、llseek()、poll()等。
open()函数 对设备特殊文件进行open()系统调用时,将调用驱动程序的open () 函数:
int (*open)(struct inode * ,struct file *); |
其中参数inode为设备特殊文件的inode (索引结点) 结构的指针,参数file是指向这一设备的文件结构的指针。open()的主要任务是确定硬件处在就绪状态、验证次设备号的合法性(次设备号可以用MINOR(inode-> i - rdev) 取得)、控制使用设备的进程数、根据执行情况返回状态码(0表示成功,负数表示存在错误) 等;
release()函数 当最后一个打开设备的用户进程执行close ()系统调用时,内核将调用驱动程序的release () 函数:
void (*release) (struct inode * ,struct file *) ; |
release 函数的主要任务是清理未结束的输入/输出操作、释放资源、用户自定义排他标志的复位等。
read()函数 当对设备特殊文件进行read() 系统调用时,将调用驱动程序read() 函数:
ssize_t (*read) (struct file *, char *, size_t, loff_t *); |
用来从设备中读取数据。当该函数指针被赋为NULL 值时,将导致read 系统调用出错并返回-EINVAL("Invalid argument,非法参数")。函数返回非负值表示成功读取的字节数(返回值为"signed size"数据类型,通常就是目标平台上的固有整数类型)。
globalvar_read函数中内核空间与用户空间的内存交互需要借助第2节所介绍的函数:
static ssize_t globalvar_read(struct file *filp, char *buf, size_t len, loff_t *off) { … copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int)); … } |
write( ) 函数 当设备特殊文件进行write () 系统调用时,将调用驱动程序的write () 函数:
ssize_t (*write) (struct file *, const char *, size_t, loff_t *); |
向设备发送数据。如果没有这个函数,write 系统调用会向调用程序返回一个-EINVAL。如果返回值非负,则表示成功写入的字节数。
globalvar_write函数中内核空间与用户空间的内存交互需要借助第2节所介绍的函数:
static ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t *off) { … copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int)); … } |
ioctl() 函数 该函数是特殊的控制函数,可以通过它向设备传递控制信息或从设备取得状态信息,函数原型为:
int (*ioctl) (struct inode * ,struct file * ,unsigned int ,unsigned long); |
unsigned int参数为设备驱动程序要执行的命令的代码,由用户自定义,unsigned long参数为相应的命令提供参数,类型可以是整型、指针等。如果设备不提供ioctl 入口点,则对于任何内核未预先定义的请求,ioctl 系统调用将返回错误(-ENOTTY,"No such ioctl fordevice,该设备无此ioctl 命令")。如果该设备方法返回一个非负值,那么该值会被返回给调用程序以表示调用成功。
llseek()函数 该函数用来修改文件的当前读写位置,并将新位置作为(正的)返回值返回,原型为:
loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int); |
poll()函数 poll 方法是poll 和select 这两个系统调用的后端实现,用来查询设备是否可读或可写,或是否处于某种特殊状态,原型为:
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *); |
struct file_operations gobalvar_fops = { read: gobalvar_read, write: gobalvar_write, }; |
上述代码中对gobalvar_fops的初始化方法并不是标准C所支持的,属于GNU扩展语法。
完整的globalvar.c文件源代码如下:
#include #include #include #include MODULE_LICENSE("GPL"); #define MAJOR_NUM 254 //主设备号 static ssize_t globalvar_read(struct file *, char *, size_t, loff_t*); static ssize_t globalvar_write(struct file *, const char *, size_t, loff_t*); //初始化字符设备驱动的file_operations结构体 struct file_operations globalvar_fops = { read: globalvar_read, write: globalvar_write, }; static int global_var = 0; //"globalvar"设备的全局变量 static int __init globalvar_init(void) { int ret; //注册设备驱动 ret = register_chrdev(MAJOR_NUM, "globalvar", &globalvar_fops); if (ret) { printk("globalvar register failure"); } else { printk("globalvar register success"); } return ret; } static void __exit globalvar_exit(void) { int ret; //注销设备驱动 ret = unregister_chrdev(MAJOR_NUM, "globalvar"); if (ret) { printk("globalvar unregister failure"); } else { printk("globalvar unregister success"); } } static ssize_t globalvar_read(struct file *filp, char *buf, size_t len, loff_t *off) { //将global_var从内核空间复制到用户空间 if (copy_to_user(buf, &global_var, sizeof(int))) { return - EFAULT; } return sizeof(int); } static ssize_t globalvar_write(struct file *filp, const char *buf, size_t len, loff_t *off) { //将用户空间的数据复制到内核空间的global_var if (copy_from_user(&global_var, buf, sizeof(int))) { return - EFAULT; } return sizeof(int); } module_init(globalvar_init); module_exit(globalvar_exit); |
运行:
gcc -D__KERNEL__ -DMODULE -DLINUX -I /usr/local/src/linux2.4/include -c -o globalvar.o globalvar.c |
编译代码,运行:
inmod globalvar.o |
加载globalvar模块,再运行:
cat /proc/devices |
发现其中多出了"254 globalvar"一行,如下图:
接着我们可以运行:
mknod /dev/globalvar c 254 0 |
创建设备节点,用户进程通过/dev/globalvar这个路径就可以访问到这个全局变量虚拟设备了。我们写一个用户态的程序globalvartest.c来验证上述设备:
#include #include #include #include main() { int fd, num; //打开"/dev/globalvar" fd = open("/dev/globalvar", O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR); if (fd != -1 ) { //初次读globalvar read(fd, &num, sizeof(int)); printf("The globalvar is %d\n", num); //写globalvar printf("Please input the num written to globalvar\n"); scanf("%d", &num); write(fd, &num, sizeof(int)); //再次读globalvar read(fd, &num, sizeof(int)); printf("The globalvar is %d\n", num); //关闭"/dev/globalvar" close(fd); } else { printf("Device open failure\n"); } } |
编译上述文件:
gcc -o globalvartest.o globalvartest.c |
运行
./globalvartest.o |
可以发现"globalvar"设备可以正确的读写。
2009年4月19日星期日
技术人员创业心经
迅雷联合创始人兼CTO李金波:
1.我的创业从廉租房开始,迅雷每天都是工作区中最后熄灯的公司;
2.我们现在正在做的事是互联网中最苦力的活数据搬运;
3.有些事有些流氓手段可以想但不可以做,那样只会赢得一场战斗,却会失掉整场战役(回顾与竞争对手的竞争);
4.技术本身很重要,但如果不能商业化就没有价值;
康盛创想CEO戴志康:
5.开公司并不代表创业;
6.康盛创想发展无界限,能做多大就做多大,能走多远就走多远;
7.任何领域的发展都要经历先破后立,只有打破规则才有可能走得更远(背景:2005年12月将旗下产品全部免费);
8.我有10年的一线编程经验,参加市级省级编程大赛都获得第一名,后来我想做个跨界的人(技术人员/商业);
9.实现共赢是最终目标,让合作者赢得多自己才有可能赢得更多;
网城创想CEO吴津津:
10.自我评价如今的成功创业最初身无分文到现在凭创业娶到老婆;
11.有的创业者拿了VC死得更快,而有的人没拿VC却活得很好;
12.程序员技术创业每天写代码都应该在15小时左右,我自己创业时每天写代码超过18个小时;
13.如果做程序员创业时什么都没有,就写代码吧!
华军软件园创始人华军
14.创业期需要房子的来江苏找我,免费提供;
15.创业要坚持原则 在关键的时候要选对方向(曾放弃政府优越待遇下海,几年前有人高价欲购华军:不卖);
汉森信息技术有限公司董事长贾可
16.经常幻想成功的景象,以此激励自己度过最难熬的时光;
十大开源软件贡献者排名,linux大师
国外知名博客主12admin评出了自己心目中的对开源贡献者Top 10,列出的自然是大家耳熟能详的大人物。您心目中的十大开源贡献者是下面的这些人吗?
10 PHP之父-Rasmus Lerdorf
丹麦格陵兰的Rsamus Lerdof 以创建PHP语言闻名,他编写了最初的两个版本,Lerdorf也与Andi Gutmans and和后来创建zend的Zeev Suraski形成的开发小组,完成了PHP最后一个版本的开发。他93年毕业于Wterloo,并获得系统设计工程学士。2002年起,受聘于Yahoo!,职位基础架构师。
9. MySQL创始人-Michael Widenius
Michael Widenius,1962年出生在芬兰。Mysql数据库早期版本的主要开发者,Mysql AB公司的主要创始人。
Michael Widenius曾在芬兰首都赫尔辛基大学就读,之后与阿兰·拉尔森(Allan Larsson)创立了一家瑞典数据库公司。1995年至1996年编写并完成第一个版本的MySQL,02年与O’Reilly撰写了MySQL参考手册。直到08年,将MySQL卖给了SUN公司。
今年2月5日, Michael Widenius宣布离开SUN公司,创立自己的新公司。
8 年轻的技术天才-Miguel de lcaza
Miguel de Icaza,1972年出生,墨西哥自由软件开发者。令其名声大振的是创建了GNOME和Mono项目。
De Icaza与Federico Mena在1997年8月开始GNOME,创建了一个完全免费的桌面环境和组件模型为Linux及其他类Unix操作系统。早期De Icaza曾从事Midnight Commander文件管理及Linux内核,也曾创立电子表格程序Gnumeric。
2001年,他领导Helix Code(Ximian)宣布Mono项目,目标是在执行微软.net开发平台在Linux或类Unix平台上。2003年Helix Code(Ximian)受雇于Novell公司,在那里Miguel de Icaza为开发平台副总。
7. 红帽创始人-Marc Ewing
Marc Ewing是软件品牌Red Hat(红帽)创始人,Red Hat是最出名的Linux操作系统发行版。他曾经涉及参与90年代中期的86open project 。
Ewing 92年毕业于美国卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University,简称CMU)。 当在CMU大学时,他因带红色帽子行走在班级之间而出名,Red Hat(红帽)因此而得名。
6. Ubuntu创始人-Mark Shuttleworth
Mark Shuttleworth1973年出生的南非企业家,第二个自费太空旅游者。 Shuttleworth成立了Canonical公司,09年起,领导Ubuntu操作系统。
90年代,他是Debian操作系统的开发者。
2001年创立了Shuttleworth基金,致力于社会创新,支助教育、自由、开源软件,以及南非的开源软件项目,比如Freedom Toaster。
2004年通过Canonical公司支持建立在Debian上的Ubuntu软件开发,重返自由软件世界。
2005年成立Ubuntu基金,初始投资1千万美金。
2006年10月15日,Mark Shuttleworth成为KDE的第一赞助人-最高级别的赞助商。
5. Samba之父-Andrew Tridgell
1967年出生的澳大利亚程序员Andrew Tridgell,作为Samba文件服务器的开发者和贡献者而闻名,也是rsync algorithm的联合投资者。
他以复杂的商业软件私有协议和运输法则分析而出名,允许兼容自由软件执行。
Tridgell是 Samba软件的主要开发者,分析服务器报文快协议用来工作组和网络文件共享Windows产品。他开发了talloc分级存储分配器,作为Samba的一部分。他联合开发rsync algorithm,一个高效的文件传输同步工具。同时也是rzip作者,rzip使用与rsync类似的运算法则。
Tridgell是KnightCap-基于chess引擎的加强学习的作者。Tridgell也曾领导攻击 TiVo,使用PAL格式,使之在澳大利亚工作。
4. 自由软件运动代言人-Eric S Raymond
Eric Steven Raymond(ESR)出生于1957年,自由软件的鼓吹者。他成名于黑客文化,成为黑客字典的维护者。 1997年的《大教堂和市集》(《The Cathedral and the Bazaar》)发布,Raymond就此成为多年以来开源运动的非正式代表。
Raymond发明了这句格言“Given enough eyeballs, all bugs are shallow.”(笔者译为:眼球足够,漏洞全无)。 他赞誉Linux之父Linus Torvalds用此语录,为之起绰号 ”Linus 法则”.,该语录也出现在《The Cathedral and the Bazaar》中。 Raymond在开源运动中成为了一个突出的声音,并联合成立开放源代码促进会(1998年)。他同时自封为开源大师出席新闻发布会、商业等公共活动。 1998年Mozilla(还有Netscape)的版本源码就是早期的成就。他从VA 软体公司接受认购优先股,给该公司提供信誉,担当受雇的“企业良心大使”,并在六大洲超过15个国家演讲,其中包括在微软讲的一课。
3.Linux内核守护者- Andrew Morton
1959年出生在英国的Andrew Keith Paul Morton是澳大利亚软件工程师,最闻名的是作为Linux内核的领导开发者。他当前维护一个补丁集,知名的mm tree,包括还没有充分测试的补丁,可能晚些被官方Linux tree(Linus Torvalds维护)接受。
80年代末期,他作为一个澳大利亚悉尼的公司合伙人,生产一个叫Applix 1616的套装电脑,以及澳大利亚游戏装备生产商Keno Computer Systems的硬件工程师。
在2001年,他们举家从澳大利亚的伍伦贡(Wollongong),搬迁到加利福尼亚的新南威尔士(New South Wale)。
2003年7月,Morton在Digeo公司同意下加入了开放源代码开发实验室,那里OSDL支持Morton的Linux内核开发工作。
2006年8月,Morton受雇于Google,但是将继续他维护内核的工作。
2. 自由软件运动领袖-Richard Stallman
Richard Matthew Stallman(rms)出生于1953年3月16日,是美国的自由软件激进者、黑客、软件工程师。在 1983年9月,他启动了GNU项目,发布免费的类Unix操作系统,已经成为该项目的首席架构师和组织者。随着该项目的发布,他开始了自由软件运动,在1985年10月,成立了自由软件基金。
Stallman提出了非盈利版权的概念,同时也是一些非盈利版权许可的主要作者,包括最被广泛使用的GNU许可协议。自90年代中期,Stallman花费更多的时间在自由软件倡导上面,同时反对软件专利和他认为过分的专利法。Stallman也开发了大量的广泛使用的软件,包括初期的Emacs,GNU Compiler Collection,GNU Debugger。他在1989年联合创立了程序设计自由联盟(League for Programming Freedom) 。
1. Linux之父-Linus Torvalds
Linus Benedict Torvalds 于1969年12月28日芬兰首都赫尔辛基出生,芬兰软件工程师,最著名的当是启动了Linux内核的发展,他晚些成为Linux内核的首席架构师,现在是作为项目协调人继续活跃。
Torvalds在1988至1996就读于赫尔辛基大学,计算机科学博士学位毕业。他的博士论文“Linux:便携操作系统”。期间他加入芬兰军队彻底打断了学术生涯。选择11个月的军官训练程序,以满足芬兰义务兵役要求。在军队中,他作为第二中尉头衔,角色火力检验员,计算枪械、目标、轨迹位置,最后告知在哪里射击。1990年,他重返了母校学习,第一次接触Unix,以DEC MicroVAX的形式运行ULTRIX。 2000年6月,被母校评委荣誉博士。
Torvalds的兴趣开始于Commodore VIC-20(8位家用计算机),这个以后是Sinclair QL计算机,进行了拓展性的修改,特别是操作系统。并且编写汇编语言和一个文本编辑器,以及一些小游戏。因为吃豆人游戏(Pac Man)的翻版叫做Cool Man而小有名气 。在1991年1月2日,他购买了基于Intel 80386的IBM PC,并一个月的时间玩游戏波斯王子(Prince of Persia),在收到他的MINIX(一种类Unix操作系统)仿品之前。而这台MINIX仿品结果使Torvalds开始了辉煌的Linux生涯。