LINUX 内核API 改变

Linux2.6内核驱动移植参考

随着Linux2.6的发布，由于2.6内核做了教的改动，各个设备的驱动程序在不同程度上要 
进行改写。为了方便各位Linux爱好者我把自己整理的这分文档share出来。该文当列举 
了2.6内核同以前版本的绝大多数变化，可惜的是由于时间和精力有限没有详细列出各个 
函数的用法。 
特别声明：该文档中的内容来自http:/lwn.net，该网也上也有各个函数的较为详细的 
说明可供各位参考。如果需要该文档的word版的朋友， 请mail到[e-mail]索 
取。 
1、 使用新的入口 
必须包含 <linux/init.h> 
module_init(your_init_func); 
module_exit(your_exit_func); 
老版本：int init_module(void); 
void cleanup_module(voi); 
2.4中两种都可以用，对如后面的入口函数不必要显示包含任何头文件。 
2、 GPL 
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL"); 
老版本：MODULE_LICENSE("GPL"); 
3、 模块参数 
必须显式包含<linux/moduleparam.h> 
module_param(name, type, perm); 
module_param_named(name, value, type, perm); 
参数定义 
module_param_string(name, string, len, perm); 
module_param_array(name, type, num, perm); 
老版本：MODULE_PARM(variable,type); 
MODULE_PARM_DESC(variable,type);

4、 模块别名 
MODULE_ALIAS("alias-name"); 
这是新增的，在老版本中需在/etc/modules.conf配置，现在在代码中就可以实现。 
5、 模块计数 
int try_module_get(&module); 
module_put(); 
老版本：MOD_INC_USE_COUNT 和 MOD_DEC_USE_COUNT 
6、 符号导出 
只有显示的导出符号才能被其他模块使用，默认不导出所有的符号，不必使用EXPORT_NO 
_SYMBOLS 
老板本：默认导出所有的符号，除非使用EXPORT_NO_SYMBOLS 
7、 内核版本检查 
需要在多个文件中包含<linux/module.h>时，不必定义__NO_VERSION__ 
老版本：在多个文件中包含<linux/module.h>时，除在主文件外的其他文件中必须定义_ 
_NO_VERSION__，防止版本重复定义。 
8、 设备号 
kdev_t被废除不可用，新的dev_t拓展到了32位，12位主设备号，20位次设备号。 
unsigned int iminor(struct inode *inode); 
unsigned int imajor(struct inode *inode); 
老版本：8位主设备号，8位次设备号 
int MAJOR(kdev_t dev); 
int MINOR(kdev_t dev); 
9、 内存分配头文件变更 
所有的内存分配函数包含在头文件<linux/slab.h>，而原来的<linux/malloc.h>不存在 
老版本：内存分配函数包含在头文件<linux/malloc.h> 
10、 结构体的初试化 
gcc开始采用ANSI C的struct结构体的初始化形式： 
static struct some_structure = { 
 .field1 = value, 
.field2 = value, 
.. 
}; 
老版本：非标准的初试化形式 
static struct some_structure = { 
field1: value, 
field2: value, 
.. 
}; 
11、 用户模式帮助器 
int call_usermodehelper(char *path, char **argv, char **envp, 
int wait); 
新增wait参数 
12、 request_module() 
request_module("foo-device-%d", number); 
老版本： 
char module_name[32]; 
printf(module_name, "foo-device-%d", number); 
request_module(module_name); 
13、 dev_t引发的字符设备的变化 
1、取主次设备号为 
unsigned iminor(struct inode *inode); 
unsigned imajor(struct inode *inode); 
2、老的register_chrdev()用法没变，保持向后兼容，但不能访问设备号大于256的设备 。 
3、新的接口为 
a)注册字符设备范围 
int register_chrdev_region(dev_t from, unsigned count, char *name); 
b)动态申请主设备号 
int alloc_chrdev_region(dev_t *dev, unsigned baseminor, unsigned count, char 
*name); 
看了这两个函数郁闷吧^_^！怎么和file_operations结构联系起来啊？别急！ 
c)包含 <linux/cdev.h>，利用struct cdev和file_operations连接 
struct cdev *cdev_alloc(void); 
void cdev_init(struct cdev *cdev, struct file_operations *fops); 
int cdev_add(struct cdev *cdev, dev_t dev, unsigned count); 
（分别为，申请cdev结构，和fops连接，将设备加入到系统中！好复杂啊！） 
d)void cdev_del(struct cdev *cdev); 
只有在cdev_add执行成功才可运行。 
e)辅助函数 
kobject_put(&cdev->kobj); 
struct kobject *cdev_get(struct cdev *cdev); 
void cdev_put(struct cdev *cdev); 
这一部分变化和新增的/sys/dev有一定的关联。 
14、 新增对/proc的访问操作 
<linux/seq_file.h> 
以前的/proc中只能得到string, seq_file操作能得到如long等多种数据。 
相关函数： 
static struct seq_operations 必须实现这个类似file_operations得数据中得各个成 
员函数。 
seq_printf()； 
int seq_putc(struct seq_file *m, char c); 
int seq_puts(struct seq_file *m, const char *s); 
int seq_escape(struct seq_file *m, const char *s, const char *esc)；
int seq_path(struct seq_file *m, struct vfsmount *mnt, 
struct dentry *dentry, char *esc); 
seq_open(file, &ct_seq_ops); 
等等 
15、 底层内存分配 
1、<linux/malloc.h>头文件改为<linux/slab.h> 
2、分配标志GFP_BUFFER被取消，取而代之的是GFP_NOIO 和 GFP_NOFS 
3、新增__GFP_REPEAT，__GFP_NOFAIL，__GFP_NORETRY分配标志 
4、页面分配函数alloc_pages()，get_free_page()被包含在<linux/gfp.h>中 
5、对NUMA系统新增了几个函数： 
a) struct page *alloc_pages_node(int node_id, unsigned int gfp_mask, unsigned int order); 
b) void free_hot_page(struct page *page); 
c) void free_cold_page(struct page *page); 
6、 新增Memory pools 
<linux/mempool.h> 
mempool_t *mempool_create(int min_nr, mempool_alloc_t *alloc_fn, mempool_free_t *free_fn, void *pool_data); 
void *mempool_alloc(mempool_t *pool, int gfp_mask); 
void mempool_free(void *element, mempool_t *pool); 
int mempool_resize(mempool_t *pool, int new_min_nr, int gfp_mask); 
16、 per-CPU变量 
get_cpu_var(); 
put_cpu_var(); 
void *alloc_percpu(type); 
void free_percpu(const void *); 
per_cpu_ptr(void *ptr, int cpu) 
get_cpu_ptr(ptr) 
put_cpu_ptr(ptr) 
老版本使用 
DEFINE_PER_CPU(type, name); 
EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(name); 
EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(name); 
DECLARE_PER_CPU(type, name); 
DEFINE_PER_CPU(int, mypcint); 
2.6内核采用了可剥夺得调度方式这些宏都不安全。 
17、 内核时间变化 
1、现在的各个平台的HZ为 
Alpha: 1024/1200; ARM: 100/128/200/1000; CRIS: 100; i386: 1000; IA-64: 
1024; M68K: 100; M68K-nommu: 50-1000; MIPS: 100/128/1000; MIPS64: 100; 
PA-RISC: 100/1000; PowerPC32: 100; PowerPC64: 1000; S/390: 100; SPARC32: 
100; SPARC64: 100; SuperH: 100/1000; UML: 100; v850: 24-100; x86-64: 1000. 
2、由于HZ的变化，原来的jiffies计数器很快就溢出了，引入了新的计数器jiffies_64 
3、#include <linux/jiffies.h> 
u64 my_time = get_jiffies_64(); 
4、新的时间结构增加了纳秒成员变量 
struct timespec current_kernel_time(void); 
5、他的timer函数没变，新增 
void add_timer_on(struct timer_list *timer, int cpu); 
6、新增纳秒级延时函数 
ndelay()； 
7、POSIX clocks 参考kernel/posix-timers.c 
18、 工作队列（workqueue） 
1、任务队列（task queue ）接口函数都被取消，新增了workqueue接口函数 
struct workqueue_struct *create_workqueue(const char *name); 
DECLARE_WORK(name, void (*function)(void *), void *data);

INIT_WORK(struct work_struct *work, 
void (*function)(void *), void *data); 
PREPARE_WORK(struct work_struct *work, 
void (*function)(void *), void *data); 
2、申明struct work_struct结构 
int queue_work(struct workqueue_struct *queue, struct work_struct *work); 
int queue_delayed_work(struct workqueue_struct *queue, struct work_struct *work, unsigned long delay); 
int cancel_delayed_work(struct work_struct *work); 
void flush_workqueue(struct workqueue_struct *queue); 
void destroy_workqueue(struct workqueue_struct *queue); 
int schedule_work(struct work_struct *work); 
int schedule_delayed_work(struct work_struct *work, unsigned long 
delay); 
19、 新增创建VFS的"libfs" 
libfs给创建一个新的文件系统提供了大量的API. 
主要是对struct file_system_type的实现。 
参考源代码： 
drivers/hotplug/pci_hotplug_core.c 
drivers/usb/core/inode.c 
drivers/oprofile/oprofilefs.c 
fs/ramfs/inode.c 
fs/nfsd/nfsctl.c (simple_fill_super() example) 
20、 DMA的变化 
未变化的有： 
void *pci_alloc_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle); 
void pci_free_consistent(struct pci_dev *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle);

变化的有： 
1、 void *dma_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, int flag); 
void dma_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle); 
2、列举了映射方向： 
enum dma_data_direction { 
DMA_BIDIRECTIONAL = 0, 
DMA_TO_DEVICE = 1, 
DMA_FROM_DEVICE = 2, 
DMA_NONE = 3, 
}; 
3、单映射 
dma_addr_t dma_map_single(struct device *dev, void *addr, size_t size, enum dma_data_direction direction); 
void dma_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size, enum dma_data_direction direction); 
4、页面映射 
dma_addr_t dma_map_page(struct device *dev, struct page *page, unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction direction); 
void dma_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size, enum dma_data_direction direction); 
5、有关scatter/gather的函数： 
int dma_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents, enum dma_data_direction direction); 
void dma_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nhwentries, enum dma_data_direction direction); 
6、非一致性映射（Noncoherent DMA mappings） 
void *dma_alloc_noncoherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_handle, int flag); 
void dma_sync_single_range(struct device *dev, dma_addr_t dma_handle, unsigned long offset, size_t size, enum dma_data_direction direction); 
void dma_free_noncoherent(struct device *dev, size_t size, void *cpu_addr, dma_addr_t dma_handle); 
7、DAC (double address cycle) 
int pci_dac_set_dma_mask(struct pci_dev *dev, u64 mask);

void pci_dac_dma_sync_single(struct pci_dev *dev, dma64_addr_t dma_addr, size_t len, int direction); 
21、 互斥 
新增seqlock主要用于： 
1、少量的数据保护 
2、数据比较简单(没有指针)，并且使用频率很高 
3、对不产生任何副作用的数据的访问 
4、访问时写者不被饿死 
<linux/seqlock.h> 
初始化 
seqlock_t lock1 = SEQLOCK_UNLOCKED; 
或seqlock_t lock2; seqlock_init(&lock2); 
void write_seqlock(seqlock_t *sl); 
void write_sequnlock(seqlock_t *sl); 
int write_tryseqlock(seqlock_t *sl); 
void write_seqlock_irqsave(seqlock_t *sl, long flags); 
void write_sequnlock_irqrestore(seqlock_t *sl, long flags); 
void write_seqlock_irq(seqlock_t *sl); 
void write_sequnlock_irq(seqlock_t *sl); 
void write_seqlock_bh(seqlock_t *sl); 
void write_sequnlock_bh(seqlock_t *sl); 
unsigned int read_seqbegin(seqlock_t *sl); 
int read_seqretry(seqlock_t *sl, unsigned int iv); 
unsigned int read_seqbegin_irqsave(seqlock_t *sl, long flags); 
int read_seqretry_irqrestore(seqlock_t *sl, unsigned int iv, long flags); 
22、 内核可剥夺 
<linux/preempt.h> 
preempt_disable()； 
preempt_enable_no_resched()； 
preempt_enable_noresched()； 
preempt_check_resched()； 
23、 眠和唤醒 
1、原来的函数可用，新增下列函数： 
prepare_to_wait_exclusive()； 
prepare_to_wait()； 
2、等待队列的变化 
typedef int (*wait_queue_func_t)(wait_queue_t *wait, unsigned mode, int sync); 
void init_waitqueue_func_entry(wait_queue_t *queue, wait_queue_func_t func); 
24、 新增完成事件（completion events） 
<linux/completion.h> 
init_completion(&my_comp); 
void wait_for_completion(struct completion *comp); 
void complete(struct completion *comp); 
void complete_all(struct completion *comp); 
25、 RCU（Read-copy-update） 
rcu_read_lock(); 
void call_rcu(struct rcu_head *head, void (*func)(void *arg), void *arg); 
26、 中断处理 
1、中断处理有返回值了。 
IRQ_RETVAL(handled)； 
2、cli(), sti(), save_flags(), 和 restore_flags()不再有效，应该使用local_save_flags()

或local_irq_disable()。 
3、synchronize_irq()函数有改动 
4、新增int can_request_irq(unsigned int irq, unsigned long flags); 
5、 request_irq() 和free_irq() 从 <linux/sched.h>改到了 <linux/interrupt.h> 
27、 异步I/O(AIO) 
<linux/aio.h> 
ssize_t (*aio_read) (struct kiocb *iocb, char __user *buffer, size_t count, loff_t pos);
ssize_t (*aio_write) (struct kiocb *iocb, const char __user *buffer, size_t count, loff_t pos); 
int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync); 
新增到了file_operation结构中。 
is_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)； 
int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2); 
28、 网络驱动 
1、struct net_device *alloc_netdev(int sizeof_priv, const char *name, void (*setup)(struct net_device *));

struct net_device *alloc_etherdev(int sizeof_priv); 
2、新增NAPI(New API) 
void netif_rx_schedule(struct net_device *dev); 
void netif_rx_complete(struct net_device *dev); 
int netif_rx_ni(struct sk_buff *skb); 
(老版本为netif_rx()) 
29、 USB驱动 
老版本struct usb_driver取消了，新的结构体为 
struct usb_class_driver { 
char *name; 
struct file_operations *fops; 
mode_t mode; 
int minor_base; 
}; 
int usb_submit_urb(struct urb *urb, int mem_flags); 
int (*probe) (struct usb_interface *intf, 
const struct usb_device_id *id); 
30、 block I/O 层 
这一部分做的改动最大。不祥叙。 
31、 mmap() 
int remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from, unsigned long to, unsigned long size, pgprot_t prot); 
int io_remap_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from, unsigned long to, unsigned long size, pgprot_t prot); 
struct page *(*nopage)(struct vm_area_struct *area, unsigned long address, int *type); 
int (*populate)(struct vm_area_struct *area, unsigned long address, unsigned long len, pgprot_t prot, unsigned long pgoff, 
int nonblock); 
int install_page(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, struct page *page, pgprot_t prot); 
struct page *vmalloc_to_page(void *address); 
32、 零拷贝块I/O(Zero-copy block I/O) 
struct bio *bio_map_user(struct block_device *bdev, 
unsigned long uaddr, 
unsigned int len, 
int write_to_vm); 
void bio_unmap_user(struct bio *bio, int write_to_vm); 
int get_user_pages(struct task_struct *task, 
struct mm_struct *mm, 
unsigned long start, 
int len, 
int write, 
int force, 
struct page **pages, 
struct vm_area_struct **vmas); 
33、 高端内存操作kmaps 
void *kmap_atomic(struct page *page, enum km_type type); 
void kunmap_atomic(void *address, enum km_type type); 
struct page *kmap_atomic_to_page(void *address); 
老版本：kmap() 和 kunmap()。 
34、 驱动模型 
主要用于设备管理。 
1、 sysfs 
2、 Kobjects

推荐文章： 
http:/www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/kernel/l-kernel26/index.shtml 
http:/www-900.ibm.com/developerWorks/cn/linux/l-inside/index.shtml

2.6里不需要再定义“__KERNEL__”和“MODULE”了。 
用下面的Makefile文件编译：

 

obj-m   := hello.o 

    KDIR   := /lib/modules/$(shell uname -r)/build 
    PWD      := $(shell pwd) 
    default: 
              $(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

http://panxiaowen520.blog.163.com/blog/static/451680320077233228559/