3.1. scull 的设计

3.1. scull 的设计

编写驱动的第一步是定义驱动将要提供给用户程序的能力(机制).因为我们的"设备"是计算机内存的一部分, 我们可自由做我们想做的事情. 它可以是一个顺序的或者随机存取的设备, 一个或多个设备, 等等.

为使 scull 作为一个模板来编写真实设备的真实驱动, 我们将展示给你如何在计算机内存上实现几个设备抽象, 每个有不同的个性.

scull 源码实现下面的设备. 模块实现的每种设备都被引用做一种类型.

scull0 到 scull3
4 个设备, 每个由一个全局永久的内存区组成. 全局意味着如果设备被多次打开, 设备中含有的数据由所有打开它的文件描述符共享. 永久意味着如果设备关闭又重新打开, 数据不会丢失. 这个设备用起来有意思, 因为它可以用惯常的命令来存取和测试, 例如 cp, cat, 以及 I/O 重定向.

scullpipe0 到 scullpipe3
4 个 FIFO (先入先出) 设备, 行为象管道. 一个进程读的内容来自另一个进程所写的. 如果多个进程读同一个设备, 它们竞争数据. scullpipe 的内部将展示阻塞读写和非阻塞读写如何实现, 而不必采取中断. 尽管真实的驱动使用硬件中断来同步它们的设备, 阻塞和非阻塞操作的主题是重要的并且与中断处理是分开的.(在第 10 章涉及).

scullsinglescullprivsculluidscullwuid
这些设备与 scull0 相似, 但是在什么时候允许打开上有一些限制. 第一个( snullsingle) 只允许一次一个进程使用驱动, 而 scullpriv 对每个虚拟终端(或者 X 终端会话)是私有的, 因为每个控制台/终端上的进程有不同的内存区. sculluid 和 scullwuid 可以多次打开, 但是一次只能是一个用户; 前者返回一个"设备忙"错误, 如果另一个用户锁着设备, 而后者实现阻塞打开. 这些 scull 的变体可能看来混淆了策略和机制, 但是它们值得看看, 因为一些实际设备需要这类管理.

每个 scull 设备演示了驱动的不同特色, 并且呈现了不同的难度. 本章涉及 scull0 到 scull3 的内部; 更高级的设备在第 6 章涉及. scullpipe 在"一个阻塞 I/O 例子"一节中描述, 其他的在"设备文件上的存取控制"中描述.