initialize kernel_driver repo.

THIS_MODULE.c

@@ -0,0 +1,36 @@
+
+// THIS_MODULE [@include/linux/export.h]
+extern struct module __this_module;
+#define THIS_MODULE (&__this_module)
+
+// __this_module [@scripts/mod/modpost.c]
+static void add_header(struct buffer *b, struct module *mod)
+{
+	buf_printf(b, "#include <linux/module.h>\n");
+	buf_printf(b, "#include <linux/vermagic.h>\n");
+	buf_printf(b, "#include <linux/compiler.h>\n");
+	buf_printf(b, "\n");
+	buf_printf(b, "MODULE_INFO(vermagic, VERMAGIC_STRING);\n");
+	buf_printf(b, "\n");
+	buf_printf(b, "struct module __this_module\n");
+	buf_printf(b, "__attribute__((section(\".gnu.linkonce.this_module\"))) = {\n");
+	buf_printf(b, "\t.name = KBUILD_MODNAME,\n");
+	if (mod->has_init)
+		buf_printf(b, "\t.init = init_module,\n");
+	if (mod->has_cleanup)
+		buf_printf(b, "#ifdef CONFIG_MODULE_UNLOAD\n"
+			      "\t.exit = cleanup_module,\n"
+			      "#endif\n");
+	buf_printf(b, "\t.arch = MODULE_ARCH_INIT,\n");
+	buf_printf(b, "};\n");
+}
+
+// kernel用struct module列表来代表各种module
+// 由此创建了 xxx.mod.c 文件, 但是module name还是没有找到,
+
+// KBUILD_MODNAME 创建方式如下: [@Makefile]
+// -DMACRO=DEFN 以字符串“DEFN”定义 MACRO 宏
+gcc -DKBUILD_MODNAME=demo_module ......
+
+
+

linux_err_type.c

@@ -0,0 +1,50 @@
+/*
+ * include/linux/err.h
+ *		ERR_PTR, PTR_ERR, IS_ERR etc.
+ */
+
+ // kernel 中关于这些error宏的解释
+
+ // 最大错误码为 4K - 1，也就是说 -MAX_ERRNO到-1，每一个都表示一种错误
+ #define MAX_ERRNO 4095
+
+// ERR_PTR宏可以这样理解： change "error number" to "pointer"
+// 参数long error是错误码，强制类型转换为(void *)，便成了内存地址指针，如：
+// error == -4095，其对应的补码表示为 0xFFFFF001
+// 强制类型转换为(void *)，0xFFFFF001便成了一个地址
+static inline void * __must_check ERR_PTR(long error)
+{
+	return (void *) error;
+}
+
+// PTR_ERR宏理解为：change "pointer" to "error number"
+// 跟ERR_PTR宏正好相反
+static inline long __must_check PTR_ERR(const void *ptr)
+{
+	return (long) ptr;
+}
+
+// IS_ERR宏的原理是这样的：
+//		内核分配的内存都是以page为单位的，在32位系统上，一个page为4K大小，
+//		但是最后一个page是禁止使用的，看高端内存可知，这最后一个page是作为
+//		fixed_map使用的，像驱动程序等是无法分配到这个page的，所以如果分配的
+//		内存指针跑到最后一个page地址范围(0xFFFFF000 ~ 0xFFFFFFFF)了，那么
+//		这个一定是发生错误了。
+static inline long __must_check IS_ERR(const void *ptr)
+{
+	return IS_ERR_VALUE((unsigned long)ptr);
+}
+
+#define IS_ERR_VALUE(x) unlikely((x) >= (unsigned long)-MAX_ERRNO)
+// 其中(unsighed long)-MAX_ERRNO的十六进制表示为：0xFFFFF001，恰好比最后一个
+// page的地址(0xFFFFF000)大 1.
+// 可以联合这些宏来使用：
+//		如果IS_ERR宏返回true，就调用PTR_ERR宏得到错误码。
+// 这就是PTR_RET宏的实现原理：
+static inline int __must_check PTR_RET(const void *ptr)
+{
+	if (IS_ERR(ptr))
+		return PTR_ERR(ptr);
+	else
+		return 0;
+}

linux_open_operation.c

@@ -0,0 +1,196 @@
+/*
+ *
+ *	Linux open operation: from userspace to driver.
+ *
+ */
+
+ // Part One
+ // 0. system call entrance [@fs/open.c]
+ SYSCALL_DEFINE3(open, const char __user *, filename, int, flags, int, mode)
+{
+	long ret;
+
+	if (force_o_largefile())
+		flags |= O_LARGEFILE;
+	//** this is the main operation
+	ret = do_sys_open(AT_FDCWD, filename, flags, mode);
+	/* avoid REGPARM breakage on x86: */
+	asmlinkage_protect(3, ret, filename, flags, mode);
+	return ret;
+}
+
+// 1. do_sys_open [@fs/open.c]
+long do_sys_open(int dfd, const char __user *filename, int flags, int mode)
+{
+	char *tmp = getname(filename);
+	int fd = PTR_ERR(tmp);
+
+	if (!IS_ERR(tmp)) {
+		fd = get_unused_fd_flags(flags);
+		if (fd >= 0) {
+			//** this is the main operation
+			struct file *f = do_filp_open(dfd, tmp, flags, mode, 0);
+			if (IS_ERR(f)) {
+				put_unused_fd(fd);
+				fd = PTR_ERR(f);
+			} else {
+				fsnotify_open(f->f_path.dentry);
+				fd_install(fd, f);
+			}
+		}
+		putname(tmp);
+	}
+	return fd;
+}
+
+// 2. do_filp_open
+struct file *do_filp_open(int dfd, const char *pathname,
+		int open_flag, int mode, int acc_mode)
+{
+	struct file *filp;
+	struct nameidata nd;
+	// ......
+	filp = get_empty_filp();
+	if (filp == NULL)
+		goto exit_parent;
+	nd.intent.open.file = filp;
+	// ......
+	filp = nameidata_to_filp(nd);
+	// ......
+}
+
+// 3. nameidata_to_filp
+struct file *nameidata_to_filp(struct nameidata *nd)
+{
+	const struct cred *cred = current_cred();
+	struct file *filp;
+
+	/* Pick up the filp from the open intent */
+	filp = nd->intent.open.file;
+	/* Has the filesystem initialised the file for us? */
+	if (filp->f_path.dentry == NULL)
+		// this is the main operation
+		filp = __dentry_open(nd->path.dentry, nd->path.mnt, filp, NULL, cred);
+	else
+		path_put(&nd->path);
+	return filp;
+}
+
+// 4. __dentry_open
+static struct file *__dentry_open(struct dentry *dentry, struct vfsmount *mnt,
+					struct file *f,
+					int (*open)(struct inode *, struct file *),
+					const struct cred *cred)
+{
+	struct inode *inode;
+	int error;
+
+	f->f_mode = OPEN_FMODE(f->f_flags) | FMODE_LSEEK |	FMODE_PREAD | FMODE_PWRITE;
+	inode = dentry->d_inode;
+	// ......
+	f->f_mapping = inode->i_mapping;
+	f->f_path.dentry = dentry;
+	f->f_path.mnt = mnt;
+	f->f_pos = 0;
+	//** this is the main operation
+	f->f_op = fops_get(inode->i_fop);
+	file_move(f, &inode->i_sb->s_files);
+	// ......
+	//** this is the main operation
+	if (!open && f->f_op)
+		open = f->f_op->open;
+	if (open) {
+		error = open(inode, f);
+	}
+}
+
+//********** 现在我们知道： struct file中的 f->f_op就是struct inode中的inode->i_fop，阶段性胜利！ **************//
+// Part Two
+// 下面来看inode->i_fop又是如何关联到driver中的内容的
+
+// 0. init_special_inode , i_rdev 表示设备号 [@fs/inode.c]
+// 手动执行命令mknode时会调用到mknode函数(比如ext3_mknode())，然后调用到init_special_inode()函数
+void init_special_inode(struct inode *inode, umode_t mode, dev_t rdev)
+{
+	inode->i_mode = mode;
+	if (S_ISCHR(mode)) {
+		inode->i_fop = &def_chr_fops;
+		inode->i_rdev = rdev;
+	} else if (S_ISBLK(mode)) {
+		inode->i_fop = &def_blk_fops;
+		inode->i_rdev = rdev;
+	} else if (S_ISFIFO(mode))
+		inode->i_fop = &def_fifo_fops;
+	else if (S_ISSOCK(mode))
+		inode->i_fop = &bad_sock_fops;
+	else
+		printk(KERN_DEBUG "init_special_inode: bogus i_mode (%o) for"
+				  " inode %s:%lu\n", mode, inode->i_sb->s_id,
+				  inode->i_ino);
+}
+
+// def_chr_fops [@fs/char_dev.c]
+const struct file_operations def_chr_fops = {
+	.open = chrdev_open,
+};
+
+// chrdev_open
+/*
+ * Called every time a character special file is opened
+ */
+static int chrdev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
+{
+	struct cdev *p;
+	struct cdev *new = NULL;
+	int ret = 0;
+
+	spin_lock(&cdev_lock);
+	p = inode->i_cdev;
+	if (!p) {
+		struct kobject *kobj;
+		int idx;
+		spin_unlock(&cdev_lock);
+		kobj = kobj_lookup(cdev_map, inode->i_rdev, &idx);
+		if (!kobj)
+			return -ENXIO;
+		// new即是我们的driver结构对应的struct cdev结构
+		new = container_of(kobj, struct cdev, kobj);
+		spin_lock(&cdev_lock);
+		/* Check i_cdev again in case somebody beat us to it while
+		   we dropped the lock. */
+		p = inode->i_cdev;
+		// 第一次打开时，p==NULL
+		if (!p) {
+			inode->i_cdev = p = new;
+			list_add(&inode->i_devices, &p->list);
+			new = NULL;
+		} else if (!cdev_get(p))
+			ret = -ENXIO;
+	} else if (!cdev_get(p))
+		ret = -ENXIO;
+	spin_unlock(&cdev_lock);
+	cdev_put(new);
+	if (ret)
+		return ret;
+
+	ret = -ENXIO;
+	// 现在将我们的driver结构对应的struct cdev结构中的fops赋值给filp->f_op
+	filp->f_op = fops_get(p->ops);
+	if (!filp->f_op)
+		goto out_cdev_put;
+
+	// 如果我们实现open()的话，就调用它，注意open的参数哦，尤其是那个filp.
+	if (filp->f_op->open) {
+		ret = filp->f_op->open(inode,filp);
+		if (ret)
+			goto out_cdev_put;
+	}
+
+	return 0;
+
+ out_cdev_put:
+	cdev_put(p);
+	return ret;
+}
+
+// 通过两部分上下结合，我们就知道：驱动中的file operations是如何赋值到struct file的f_op中去了。

module_init.c

@@ -0,0 +1,23 @@
+
+// 0. module_init macro [@include/linux/init.h]
+#define module_init(x)	__initcall(x);
+
+// 1. __initcall macro [@include/linux/init.h]
+#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
+
+// 2. device_initcall macro [@include/linux/init.h]
+#define device_initcall(fn)		__define_initcall("6",fn,6)
+
+// 3. __define_initcall macro [@include/linux/init.h]
+// __attribute__((__section__("section-name"))) 表示
+// 把符号放置到"section-name"段
+// __used 表示该符号必须有定义, 没音定义的话编译器就会报错,
+// __unused 表示符号定义可有可无, 没有定义的话编译器不会报错
+// 具体到这里的解释是(以vivi_init函数为例):
+// 		static initcall_t __initcall_vivi_init6 = vivi_init;
+// 符号 __initcall_vivi_init6 必须要有定义, 否则编译器报错,
+// 而且该符号要放置到 .initcall6.init 段中.
+#define __define_initcall(level,fn,id) \
+	static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
+	__attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn
+