Linux内核的一些函数--总结笔记

Linux内核的一些函数
1、MKDEV（ma, mi）
构造设备号，将主设备号和次设备号转换为设备号类型（dev_t）。

MKDEV宏将主设备号（ma）左移20位，然后与次设备号（mi）相与，得到设备号。

dev_t结构
主设备号12位次设备号20位
2、int register_chrdev_region（dev_t from, unsigned count, const char *name）
静态分配设备号，成功时返回0；错误时返回一个负的错误码，并且不能为字符设备分配设备号。

from是要分配的设备号范围的起始值，一般只提供from的主设备号，次设备号通常被设置为0。

count是需要申请的连续设备号的个数。

name是和该范围编号有关的设备名称，该名称不能超过64字节。

3、void unregister_chrdev_region（dev_t from, unsigned count）
释放申请的设备号。

from表示要释放的设备号，count表示从from开始要释放的设备号个数。

通常，在模块卸载函数中调用unregister_chrdev_region（）函数。

4、static inline void *kmalloc（size_t size, gfp_t flags）
在物理内存中为程序分配一个连续的存储空间。

这个存储空间的数据不会被清零，也就是保存内存中原有的数据。

size表示分配内存的大小，flags是分配标志，可以通过这个标志控制kmalloc（）函数的多种分配方式。

常用的两种分配标志GFP_KERNEL，GFP_ATOMIC。

GFP_KERNEL：内存分配时最常用的方法。

当内存不足时，可能会引起休眠；GFP_ATOMIC：在不允许睡眠的进程中使用，不会引起睡眠。

5、void cdev_init（struct cdev *cdev, struct file_operations *fops）
静态初始化cdev设备。

将设备结构体与file_operations指针相关联。

事例如下：cdev_init(&my_cdev->cdev, &dsp2arm_fops); // 初始化cedv设备
my_cdev->cdev.owner = THIS_MODULE; // 使驱动程序属于该模块
my_cdev->cdev.ops = &dap2arm_fops; // cdev连接file_operations指针
6、int cdev_add（struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count）
将字符设备注册到系统中（加入到内核中）。

传入cdev的指针、起始设备编号、设备编号范围。

如：cdev_add(&my_cdev->cdev, dev, 1)。

7、void cdev_del(struct cdev *p)
注销字符设备。

如cdev_del(&my_cdev->cdev)。

8、void kfree（void *_ptr）
释放内存，释放的内存必须是kmalloc()申请的。

9、void ioremap（unsigned long phys_addr, unsigned long size）
将外部设备的I/O端口物理地址映射到虚拟地址。

ioremap（）函数接收一个物理地址和一个整个I/O端口的大小，返回一个虚拟地址，这个虚拟地址对应一个size 大小的物理地址空间。

10、void iounmap（volatile void __iomem *addr）
释放ioremap()函数申请的虚拟地址。

iounmap()函数接收ioremap()函数申请的虚拟地址作为参数，并取消物理地址到虚拟地址的映射。

11、init_waitqueue_head（wait_queue_head_t *q）
一个等待队列必须初始化才能被使用，（动态）初始化一个等待队列。

例如：wait_queue_head_t wait;
init_waitqueue_head(&wait);
12、wait_event_interruptible（wq, condition）
调用该函数在等待的过程中当前进程会被设置为TASK_INTERRUPTIBLE状态，意味着该进程将不会继续运行直到被唤醒，然后被添加到等待队列wq中。

在wait_event_interruptible()中首先判断condition是不是已经满足，如果条件满足则直接返回0，否则调用__wait_event_interruptible()，并用__ret来存放返回值。

13、void wait_up_interruptible（wait_queue_head_t *q）
唤醒q指定的注册在等待队列上的进程。

该函数不能直接的立即唤醒进程，而是由调度程序转换上下文，调整为可运行状态。

q：等待队列变量指针。

该函数只能唤醒TASK_INTERRUPTIBLE状态的的进程。

14、void init_timer（struct timer_list *timer）
初始化timer结构体变量，使其能够注册到内核定时器目录上。

函数init_timer()主要设置该内核定时器归属系统中哪一个处理，并初始化内核定时器链表指针的next 域为NULL。

其中，变量timer为内核定时器上注册的结构体的数据地址。

15、container_of（ptr, type, member）
通过一个结构变量中一个成员的地址找到这个结构体变量的首地址。

ptr、type、member分别代表指针、类型、成员。

例如：
struct test{int i; int j; char k}; struct test temp;
container_of(&temp.j, struct test, j);
通过temp.j的地址找到temp的首地址。

16、int request_irq（unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long irqflags,
const char *devname, void *dev_id）
用于申请中断线。

irq表示要申请的中断号；handler表示要注册的中断处理函数指针，当中断发生时，内核会自动调用该函数；irqflags表示关于中断处理的属性，内核通过这个标志可以决定该中断应该如何处理；devname表示设备的名字；
dev_id这个指针是为共享中断线而设立的，如果不需要共享中断线，那么只要将该指针设为NULL即可。

request_irq()函数成功返回0，错误时返回-EINVAL（Invalid argument）或者-ENOMEM（out of memory）。

17、enable_irq（unsigned int irq）
置当前系统指定的中断号可用。

18、void poll_wait（struct file *filp, wait_queue_head_t *queue, poll_table *wait）将当前进程添加到wait参数指定的等待列表（poll_table），这个函数不会引起阻塞，用在select系统调用中。

19、int remap_pfn_range（struct vma_area_struct *vma, unsigned long virt_addr,
unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot）
函数功能是一次性建立新的页表去映射物理地址（创建页表），映射成功时返回0，否则返回一个错误的负数代码。

vma：物理地址被映射到的虚拟内存区域；virt_addr：被映射到用户空间的起始虚拟地址；pfn：对于物理地址的页框号，一般是vma—>vm_pgoff域；size：被映射区域的字节大小；prot：vma—>vm_page_prot。