linux 驱动头文件，Linux开发板

linux驱动头文件位置的说明

在开发Linux驱动程序时，理解头文件的位置是至关重要的。不同版本的Linux内核源码中，头文件的位置会有所差异。例如，对于一个名为regs-gpio.h的文件，在较早期版本（如2.6.25）中，它位于arch/arm/include/asm目录下；而在较新版本（如2.6.30）中，则可能位于arch/arm/mach-s3c2410/include/mach目录。因此，使用特定内核版本时，务必明确头文件所在的具体位置。

为了进行正确的包含，你需要根据实际使用的Linux内核版本，确定包含路径。例如，对于Linux-2.6.29版本，`#include`语句可能需要分别在`linux-2.6.29/include/linux`、`linux-2.6.29/arch/arm/include/asm`、`linux-2.6.29/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach`等目录下查找源文件。不同版本的内核会根据其架构和特性，将各种头文件组织在特定的目录下，以满足不同硬件平台的需求。

包含的头文件主要涉及Linux驱动程序开发中的核心模块。例如：

`#include`：提供动态加载和卸载模块的基础功能。

`#include`：包含了文件操作相关的结构定义，如`struct file_operations`等。

`#include`：定义了错误处理相关的宏，使用户程序能够通过`perror`函数输出错误信息。

`#include`：提供了各种数据类型定义，如`dev_t`、`off_t`、`pid_t`等，这些类型在驱动编程中广泛使用。

`#include`：包含了字符设备结构`cdev`及相关操作函数的定义。

`#include`：涉及等待队列、中断处理、定时器等内核核心功能的头文件。

`#include`：与处理器相关的中断处理功能。

`#include`：定义了内核等待队列中的常数，如`TASK_NORMAL`、`TASK_INTERRUPTIBLE`。

`#include`：提供了fifo（先进先出）队列的实现。

`#include`：包含了内核定时器的定义和使用。

`#include`：涉及中断处理机制的头文件。

`#include`：提供了与处理器相关的IO口操作的函数。

`#include`：用于访问硬件设备的IO控制功能。

这些头文件构成了Linux驱动程序开发的基础，它们定义了内核中的各种数据结构、函数原型和常量，是编写驱动程序不可或缺的资源。理解并正确使用这些头文件，能够帮助开发者更高效地开发和调试驱动程序。

Linux驱动开发头文件剖析(十):<linux/kstrtox.h>

kstrtox.h文件在 Linux内核中扮演着将内核字符串转换为相应数字类型的角色。此文件的主要作用是实现将内核字符串（如通过 copy_from_user()获取的 data）转换为数字并进行相应处理的函数。在用户空间中，通常使用如 atoi的库函数来处理字符串转换，但考虑到内核对系统稳定性和安全性的极高要求，标准库函数可能对于错误或恶意输入的处理较为宽松。因此，在驱动开发中，对于将内核字符串转换为数字的操作，应使用特定于内核的函数，避免使用标准 C库函数。

在实际应用中，通常会使用 kstrtoul、kstrtol、kstrtoull和 kstrtoll函数来将字符串转换为不同的数字类型。这些函数的实现位于 kstrtox.c文件中，它们共同将字符串 s以给定的 base进制转换成相应的数字，并将结果存储在 res指针指向的位置。如果 base为 0，则函数会识别字符串的数字类型，例如“0x”表示 16进制。

此外，kstrtoull和 kstrtol函数用于将字符串转换为 unsigned long和 long类型，kstrtouint和 kstrtoint用于转换为 unsigned int和 int类型，kstrtobool则用于将字符串转换为 bool类型。所有这些函数均在 kstrtox.c文件中定义，并在内部调用相应的底层转换函数，如 kstrtoll或 kstrtoull，最后将结果强制转换为所需类型。

为了增强安全性，kstrto*函数在处理过程中使用了 __must_check宏，以确保在转换过程中不会发生错误或溢出。在特定情况下，当直接调用标准库函数的风险较高时，应优先考虑使用内核提供的转换函数。

在转换过程中，应注意处理不同架构下 unsigned long和 unsigned long long类型可能存在的大小差异。例如，kstrtoul函数会根据 res指针的大小来决定是调用 kstrtoull还是 kstrtoul，以确保正确处理不同架构下的类型转换。

对于简单类型转换的需求，内核还提供了 simple_strto*函数，这些函数在转换时不会进行范围检查，可能导致意外的结果。因此，在实际使用中应谨慎考虑是否适合特定场景。

在处理内核特定类型转换需求时，应优先考虑使用内核提供的函数，以确保代码的安全性和稳定性。当遇到内核重定义的类型转换时，如转换到 u64、s64、u32、s32等，实际上是在调用 kstrtoull、kstrtoll、kstrtouint和 kstrtoint函数。此外，kstrtobool函数用于将字符串转换为 bool类型，并在内部不区分大小写地判断输入内容。

为了简化字符串转换过程，内核提供了 kstrto*函数的简单版本，如 simple_strto*函数。这些函数在转换过程中不进行范围检查，可能会导致意外结果。在使用这些函数时，应确保转换范围在预期范围内，以避免潜在的问题。

Linux驱动开发头文件剖析(二十七):<linux/wait.h>

wait.h》主要用于进程同步和等待队列的管理，提供宏和函数实现内核中等待队列机制，支持进程在条件满足前进入睡眠状态，被唤醒后继续执行。这一机制广泛应用于并发、同步和事件等待场景，是驱动开发和内核模块编写中常见工具。

PS1：睡眠与等待在特定情况下等同，需谨慎辨识。

PS2：宏或函数功能通常从名称可大致推断，具体用法查阅文档。

wait_queue_entry_t类型是 wait_queue_entry的别名，wait_queue_func_t指向四个参数、返回 int的函数指针。wait_queue_entry结构体定义了等待队列中的每个节点，包括进程状态、唤醒函数等字段。

通用唤醒函数用于尝试唤醒等待队列中的进程。

该函数实现于相应位置。

定义了用于描述等待队列项状态和行为的标志位。

wait_queue_head_t是 struct wait_queue_head的别名，用于实现等待队列机制，包含自旋锁和链表头，保护和管理等待队列。

struct task_struct的声明在 wait.h内，具体实现位于相应位置，与调度相关讨论时会涉及。

__WAITQUEUE_INITIALIZER初始化 wait_queue_entry结构体，根据给定的 name和 task，将其 private指针指向进程结构体 tsk，并设置默认唤醒函数和空的前后指针。

DECLARE_WAITQUEUE是 __WAITQUEUE_INITIALIZER的简化封装，得到 wait_queue_entry变量。

__WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER初始化等待队列头，设置锁字段和队列头字段。

DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD是 __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER的简化封装。

__init_waitqueue_head初始化 wq_head的各项属性。

init_waitqueue_head在 __init_waitqueue_head的基础上增加用于锁调试的变量。

__init_waitqueue_head_onstack初始化等待队列头，用于栈上分配。

DECLARE_WAITQUEUE_HEAD_ONSTACK是 __init_waitqueue_head_onstack的简化封装。

init_waitqueue_entry初始化等待队列节点，将唤醒函数设置为默认唤醒函数。

init_waitqueue_func_entry与 init_waitqueue_entry类似，通过给定的唤醒函数进行进程唤醒。

waitqueue_active无锁地检查等待队列是否为空，返回布尔值指示等待队列状态。

PS：使用时需小心数据竞争。

判断等待队列中是否有唯一等待进程。

检查给定等待队列中有无等待进程。

这三个函数与等待队列机制相关，用于添加、移除等待队列中的等待项。

__add_wait_queue将等待项添加到等待队列中，通常为头部。

__add_wait_queue_exclusive通过设置独占标志将等待项添加，确保独占等待。

__add_wait_queue_entry_tail将等待项添加到队列尾部。

__add_wait_queue_entry_tail_exclusive与 __add_wait_queue_entry_tail类似，设置独占标志。

__remove_wait_queue从等待队列中移除等待项。

这些宏用于非阻塞机制下唤醒等待队列中的任务，实现 I/O多路复用等功能。

wake_up_pollfree通知等待队列即将被销毁，用于非阻塞轮询处理。

___wait_cond_timeout检查条件并修改返回值。

___wait_is_interruptible检查任务状态是否可中断。

init_wait_entry初始化等待队列条目。

___wait_event实现等待队列机制，支持不同等待策略。

__wait_event、wait_event、might_sleep、__io_wait_event、__wait_event_freezable、__wait_event_timeout、__wait_event_exclusive_cmd、__wait_event_interruptible、__wait_event_killable、__wait_event_freezable_exclusive等宏，用于实现各种等待队列操作。

__wait_event_interruptible_timeout、__wait_event_hrtimeout、wait_event_interruptible_hrtimeout等宏，提供超时等待功能。

__wait_event_idle、wait_event_idle_exclusive、wait_event_idle_timeout、__wait_event_idle_exclusive_timeout等宏，支持 TASK_IDLE状态下等待。

do_wait_intr、do_wait_intr_irq提供等待队列支持，并允许在等待时被中断。

__wait_event_killable、__wait_event_killable_exclusive宏用于 TASK_KILLABLE状态下的等待。

__wait_event_killable_timeout、wait_event_killable_timeout宏提供超时等待功能。

这些函数和宏用于处理等待队列，支持线程在条件满足前进入睡眠状态，直到被唤醒。

init_wait初始化已经存在的 wait_queue_entry结构体。

try_invoke_on_locked_down_task尝试在已锁定任务上调用函数，确保操作安全。