14、月度考核
2、文件描述符与 struct file
每一个进程都有属于自己的一个PCB(进程控制块)，在创建进程的时候，PCB 被创建，当进程终止的时候 ，PCB 也随着结束。这个 PCB 则都维护这一个文件描述符表，当 open 文件的时候，返回一个文件描述符，这个文件描述符是文件描述符表索引，也就是说，文件描述符表里面的一项执行了一个已经被打开的文件（struct file）。
当 open 一个文件的时候，系统会为每一个打开的文件在内核的空间关联的 struct file，它是由 内核打开文件的时候被创建，并将struct file 传给底层任何对文件进行操作的函数。当所有的操作实例结束之后，才会释放结构体。
所以，文件描述符是文件描述符表的索引，而文件描述符表的一项指向了打开 struct file，进一步说，文件描述符表中的指针，指向 file 结构体，也就是说，fd 是指向 这个 struct file 结构体。
struct file 结构体里面有 struct file_operations 结构体，他指向了底层驱动的函数实现。所以当对文件描述符 fd 做 read 、write 操作的时候，就会通过 struct file 里面 的 file_operations 的函数指向，去执行。
3、内核模块的再次学习
3.1、驱动编译过程分析
编译一个驱动：
Makefile：
LINUX_ROOT := /home/carlos/3516C/linux-3.0.y
obj-m := gpio.o
default:
make -C $(LINUX_ROOT) M=$(PWD) modules
clean:
make -C $(LINUX_ROOT) M=$(PWD) clean
3.1.1、编译步骤：
make -C /home/carlos/3516C/linux-3.0.y M=/home/carlos/3516C/driver/gpio_newBlue modules
make[1]: Entering directory `/home/carlos/3516C/linux-3.0.y' // 进入内核目录
CC [M] /home/carlos/3516C/driver/gpio_newBlue/gpio.o // 生成 gpio.o
Building modules, stage 2.
MODPOST 1 modules
CC /home/carlos/3516C/driver/gpio_newBlue/gpio.mod.o // 生成 gpio.mod.o
LD [M] /home/carlos/3516C/driver/gpio_newBlue/gpio.ko // 将 gpio.o 与 gpio.mod.o 连接，生成 gpio.ko
make[1]: Leaving directory `/home/carlos/3516C/linux-3.0.y'编译的时候，是先进入内核目录，生成 gpio.o ，接着生成 gpio.mod.c ，根绝 gpio.mod.c 生成 gpio.mod.o,最后将 gpio.mod.o 与 gpio.o 两个文件连接起来，生成最终的 gpio.ko。
当编译完毕，生成的文件有：
基本的目标文件 + gpio.mod.c + gpio.mod.o + Module.symvers + modules.order 几个主要的目标文件。
（1） modules.order
modules.order ： kernel//home/carlos/3516C/driver/gpio_newBlue/gpio.ko
目标文件，文件记载了，当前驱动的目标，最终生成了目标文件 gpio.ko
（2）gpio.mod.c + gpio.mod.o
gpio.mod.c : 是在编译的过程生成的文件。内容为：
MODULE_INFO(vermagic, VERMAGIC_STRING); // VERMAGIC_STRING
struct module __this_module
__attribute__((section(".gnu.linkonce.this_module"))) = {
.name = KBUILD_MODNAME,
.init = init_module,
#ifdef CONFIG_MODULE_UNLOAD
.exit = cleanup_module,
#endif
.arch = MODULE_ARCH_INIT,
};static const char __module_depends[]
__used
__attribute__((section(".modinfo"))) =
"depends="; // 没有依赖VERMAGIC_STRING 是内核的字符串信息，记载了内核的版本信息、gcc 版本、 SMP 等配置信息。当 gpio.mod.c 编译为 gpio.mod.o，可以去查看里面的内容：里面有一大部分是乱码，但是不是乱码的部分，则是非常重要的信息：
ELF depends=vermagic=3.0.8 mod_unload ARMv5 gpioGCC: (Hisilicon_v100(gcc4.4-290+uclibc_0.9.32.1+eabi+linuxpthread)) 4.4.1A,aeabi"
可见，可以从里面获得内核的版本为 3.0.8，编译器的版本为 Hisilicon_v100，进一步说，Hisilicon_v100 的编译器是由 4.4 的 gcc 和 uclibc_0.9.32.1 库、linuxpthread 库组成。
当我们使用 modinfo gpio.ko 的时候，就可以获得这些信息。
3.2、给驱动传参
驱动支持传参，当 insmod 的时候，就将参数传入。所以需要在驱动编写的时候，加入：
module_param(参数名， 参数类型， 参数权限)；
如：
char *name = “abc”; // 指定默认参数
module_param(name, charp, 0644);
加载的时候，则 insmod xx.ko 参数名=参数值，
既：
insmod gpio.ko name=“AAA”
当没有输入参数的时候，则是使用默认的参数值。如果驱动已经被编译进内核的话，则可以在 uboot 的 bootargs 进行参数，格式为： 模块名.参数名=参数值。
当模块被 加载之后，会在 /sys/modules/ 下，有以模块名（gpio）同名的文件，而且传参的内容也会被打印到 log 里面：
cat /var/log/message
3.3、模块符号的导出
模块可以使用：
EXPORT_SYMBOL(符号名)
EXPORT_SYMBOL_GPL(符号名)
将一个模块内部的函数或者其它的进行到处，其他的模块可以进行调用。
比如：
int add_a_b(int a, int b)
{
return a + b;
}
EXPORT_SYMBOL(add_a_b);
当这个模块被编译的时候，模块导出来的符号信息到 Module.symvers 文件里面。
当加载模块之后，导出的符号，就可以在 /proc/kallsyms 里面找到，可以去 cat，里面记录的所有被到处的符号。
3.3.1、如何使用导出的符号
假如 a 模块被导出的符号，如何被 B 模块进行使用。显然 B 模块要调用 A 到处的符号，显然应该知道被到处符号的相关信息，比如地址信息等。 上面可以知道，模块 A 导出符号之后，到处符号的信息是被存储在，Module.symvers 里
$ cat Module.symvers
0x00000000 gpio_ioctl /home/carlos/3516C/driver/gpio_newBlue/gpio (unknown)Module.symvers 里面，指定了地址，模块的路径、导出的符号的相关信息。
方法一：
将 模块 A Module.symvers 的，复制到模块 B 的目录，这样模块 B 编译的时候，就可以通过 Module.symvers 里面的导出的符号信息找到导出的符号。
但是，要是每次都进行进行复制的动作，才可以引用别人的导出的符号的话，显然是非常的麻烦，所以一般是使用方法二。
方法二：
在内核编译的时候，和编译驱动模块一样，也是会生成 Module.symvers 目录，专门记录系统所以被到处的符号信息，Module.symvers 目录一般是在顶层目录，而且是可见的。所以，我们只需要将 模块 A 到处的符号，重定向到内核的 Module.symvers 文件就可以。
模块A 的Makefile：
LINUX_ROOT := /home/carlos/3516C/linux-3.0.y
obj-m := gpio.o
default:
make -C $(LINUX_ROOT) M=$(PWD) modules
arm-hisiv100nptl-linux-gcc gpiotest.c -o gpiotestcat Module.symvers >> /home/carlos/3516C/linux-3.0.y/Module.symvers // 导出符号到内核的总导出符号文件
clean:
rm -f gpiotest
make -C $(LINUX_ROOT) M=$(PWD) clean模块 A 完成正常编译的同时，将自身生成的 Module.symvers 文件的信息 ，重定向内核的总的 Module.symvers 文件。
模块 B 的调用：
extern int add_a_b(int a, int b);
模块 B 的Makefile：
按照正常 的 Makefile 就可以直接编译通过。因为模块 B 编译的时候，就会根据 –C ，跳转到内核里面去编译，可以获取内核提供接口、头文件的同时，还会获取内核的 Module.symvers 文件。
3.4、驱动模块的依赖
当模块使用 EXPORT_EXPORT 到处符号给别的模块使用，因此就存在了模块依赖的关系。
驱动模块的依赖，可以使用 depmod 用于分析驱动模块的依赖。depmod 命令，用于分析驱动模块的依赖关系，并将新的依赖关系保存到：
/lib/modules/3.19.0-15-generic/modules.dep 里面。
-a ： 分析，显示所有的依赖关系，并将依赖写入 /lib/modules/3.19.0-15-generic/modules.dep 里面。
-n ： 分析依赖，将依赖的信息，打印的输出界面，而不写入 /lib/modules/3.19.0-15-generic/modules.dep 里面。
（1）依赖加载的顺序
A 提供了符号给 B ，那么 B 依赖于 A。所以加载的时候，应该是将 A 先进行加载，之后再完成 B 的加载。
（2）卸载的顺序
B 卸载完成之后，在 A 完成卸载。
4、只 ls 目录文件
ls –l | grep ““^d”
因为目录文件的的“头” 都是以 d 开头。
5、精确定时
内核提供了较为精确的定时（但是本身的实现，是不准确的），ndelay(纳秒)，mdelay(毫秒)，但是，这些显得精准的延迟，在实际的情况就不是显得精准。原因是，调用了 udelay 或者 mdelay 的驱动线程和普通的用户线程是一样，也是受到进程调度。当驱动进程没有占用 CPU 的话，很可能会影响进程的调度，使得 CPU 在执行其他的线程，当再次调度回来的时候，时间的延迟，就不准确了。所以，如果想要精确定时的话，一般是是同硬件定时的方法实现。
6、获取进程可以打开文件的最大数目
一个进程打开文件的最大的数目是受限的，尝试去获取。
6.1、ulimit 指令
ulimit 指令可以去获取系统受限的资源限制情况：
$ ulimit -a
core file size (blocks, -c) 0
data seg size (kbytes, -d) unlimited // 进程最大数据段的大小，
scheduling priority (-e) 0
file size (blocks, -f) unlimited // 创建文件的大小，以块为单位
pending signals (-i) 123569
max locked memory (kbytes, -l) 32 // 最大可加锁内存
max memory size (kbytes, -m) unlimited // 最大内存
open files (-n) 1024 // 打开最大的文件描述符的数量
pipe size (512 bytes, -p) 8 // 管道的大小 518 * 8
POSIX message queues (bytes, -q) 819200
real-time priority (-r) 0
stack size (kbytes, -s) 10240 // 栈的大小
cpu time (seconds, -t) unlimited // 占用 CPU 时间
max user processes (-u) 123569 // 最 可用，用户最大线程
virtual memory (kbytes, -v) unlimited // 最大的虚拟内存
file locks (-x) unlimited因此，当我们需要获取限制的信息的时候，可以直接 ulimit –n 。不同的系统环境，给出的限制不一样，要根据自己的系统去获取。
修改 ulimit 指定的限制内容。
ulimit –n XXXXX
6.2、函数既：sysconf 去获取
sysconf - get configuration information at run time
SYNOPSIS
#include <unistd.h>long sysconf(int name);
name 的参数，根据指定， OPEN_MAX - _SC_OPEN_MAX，就 The maximum number of files that a process can have open at any time。
