Tuesday, November 27, 2007

书要从头读,代码要从尾看

这尤其适用于C代码,特别是内核代码。由于C语言本身的特性,写在前面的代码无法引用写在后面的代码,因此有经验的C程序员会把主要的入口函数如main等写在最后面,而把供其它部分引用的数据、函数等写在前面。当然,Java和C#等语言的程序员就不必为此担忧了,他们的编译器能正确处理后向引用。C++程序员处于夹缝之间,他们的语言是基于C的,继承了它前向引用的特性。但是程序员通常使用分离头文件的方法来减少这种顺序依赖性。这样做的前提是,C++提供了把函数和数据封装在类内部的功能,即使头文件对其它编译模块可见,其它编译模块也无法访问类的私有成员。

C语言没有类,但提供了类似的不过更低级的封装。那就是静态全局函数和变量。这个静态和C++类成员的静态大相径庭,它主要就是用来防止其它编译模块访问到这些函数和变量而设的。一旦你在一个.c文件里面把这些函数和变量设置为静态,它就会在目标文件中“隐形”了,也就是说,别的.c文件再也无法访问到它。

这种封装相比C++在类级别上的封装无疑更为低级。C++可以只在同一个头文件中完成声明,而把代码写在多个不同的.cpp文件里。但是在C里如果你要使用静态封装方法,那么你必须把所有用到的静态变量和函数都写在同一个.c文件里面。当.c文件开始变长的时候,必然的选择是把它们的出现顺序按照依赖性进行排序。

这样,读dummy_hcd.c文件也应该遵循C世界里面的惯例:从后面开始读。

这个文件里面最后两个函数,就是整个文件的入口点:init和cleanup。

Linux要求每个模块都要使用module_init和module_exit宏来定义模块的入口点。而以上列出的两个函数就是提供给这两个宏的参数。这样,我们就知道了模块的入口点何在。

说了从后面读,那么我们在看模块如何启动之前,先来看看它是怎样退出的。cleanup函数的原型为:
static void __exit cleanup (void)

首先,它是静态的,如上所述它是封装在本模块内部的。这防止了其它编译模块偶然错误使用
了这个函数而不是别的同名函数。

其次,它被声明为__exit,这个宏利用gcc编译器的编译属性(__attribute__)指定了函数所在
代码段的一些属性,主要是表明函数执行完毕后代码所在内存可被丢弃。

C++程序员一般不习惯用void参数来表明函数没有参数。但是在C中这是必须的,因为如果声明

void Test();

C标准认为它等同于

void Test(...);

而不是C++中的

void Test(void);

这点是很多初学者容易混淆的地方。

今天到此为止,明天继续探讨。

Monday, November 26, 2007

Linux源代码阅读:Linux/drivers/usb/gadget/dummy_hcd.c

这个文件共2062行,是内核目前最适合拿来做样板的代码了。
参见:http://lxr.linux.no/source/drivers/usb/gadget/dummy_hcd.c
25 /*
26 * This exposes a device side "USB gadget" API, driven by requests to a
27 * Linux-USB host controller driver. USB traffic is simulated; there's
28 * no need for USB hardware. Use this with two other drivers:
29 *
30 * - Gadget driver, responding to requests (slave);
31 * - Host-side device driver, as already familiar in Linux.
32 *
33 * Having this all in one kernel can help some stages of development,
34 * bypassing some hardware (and driver) issues. UML could help too.
35 */

这段注释说得很清楚,这是用来模拟USB传输的一个驱动,它同时起Host Controler和模拟Gadget设备的作用。
至于Gadget,它是用在一些嵌入式设备的OTG控制器上的。

今天晚了,明天继续

Linux虚拟USB驱动程序计划启动

需求:在Linux下开发一个(虚拟)设备驱动程序,完成如下功能
1、使用Linux标准设施向用户态应用程序公开接口
2、用户态应用程序可以用此接口向驱动程序发起请求,模拟一个USB设备已经连接到虚拟的USB端口上
3、驱动程序处理此请求,向系统请求加载相应的驱动程序
4、随后驱动程序负责实体驱动程序和用户态应用程序之间的通信,当实体驱动程序返回数据的时候传送给应用,应用的请求则转发给驱动程序

预期的应用:对于设备开发者这会非常有用,因为设备无需物理连接到系统上,可以用软件模拟任何输入输出。此外,对于使用虚拟机的用户,他们可以多了一个与具体虚拟机软件无关的与主机通信的机制(前提是虚拟机能通过网络与主机通信)。而对一般联网用户,这提供了一种独立于硬件供应商的设备共享机制,可以用来共享打印机、音频设备等等。