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linux字符cdev和inode的联系

作者 佚名技术 来源 Linux系统 浏览 发布时间 2012-04-17

  好长时间没怎么看书了,最近把字符设备驱动部分又复习了一下,写个笔记.

  Char Device Driver

  相关数据结构:

  struct cdev {

  struct kobject kobj;

  struct module *owner;

  const struct file_operations *ops;

  struct list_head list;

  dev_t dev;

  unsigned int count;

  };

  struct kobj_map {

  struct probe {

  struct probe *next;

  dev_t dev;

  unsigned long range;

  struct module *owner;

  kobj_probe_t *get;

  int (*lock)(dev_t, void *);

  void *data;

  } *probes[255];

  struct mutex *lock;

  };

  static struct char_device_struct {

  struct char_device_struct *next;

  unsigned int major;

  unsigned int baseminor;

  int minorct;

  char name[64];

  struct file_operations *fops;

  struct cdev *cdev; /* will die */

  } *chrdevs[CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE];

  #define CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE 255

  下面本文通过一下三个方面以及他们的关联来描述字符设备驱动:

  1. 字符驱动模型

  2. 字符设备的设备号

  3. 文件系统中对字符设备文件的访问

  1. 字符驱动模型

  每个字符驱动由一个 cdev 结构来表示.

  在设备驱动模型(device driver model)中, 使用 (kobject mapping domain) 来记录字符设备驱动.

  这是由 struct kobj_map 结构来表示的. 它内嵌了255个struct probe指针数组

  kobj_map由全局变量 cdev_map 引用: static struct kobj_map *cdev_map;

点击查看原始尺寸

  相关函数说明:

  cdev_alloc() 用来创建一个cdev的对象

  cdev_add() 用来将cdev对象添加到驱动模型中,其主要是通过kobj_map()来实现的.

  kobj_map() 会创建一个probe对象,然后将其插入cdev_map中的某一项中,并关联probe->data 指向 cdev

  struct kobject *kobj_lookup(struct kobj_map *domain, dev_t dev, int *index) 拥有帝国一切,皆有可能。欢迎访问phome.net

  根据设备号,在cdev_map中查找其cdev对象内嵌的kobject. (probe->data->kobj),返回的是cdev的kobject

  2. 字符设备的设备号

  字符设备的主,次设备号的分配:

  全局数组 chrdevs 包含了255(CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE 的值)个 struct char_device_struct的元素.

  每一个对应一个相应的主设备号.

  如果分配了一个设备号,就会创建一个 struct char_device_struct 的对象,并将其添加到 chrdevs 中.

  这样,通过chrdevs数组,我们就可以知道分配了哪些设备号.

点击查看原始尺寸

  相关函数:

  register_chrdev_region( ) 分配指定的设备号范围

  alloc_chrdev_region( ) 动态分配设备范围

  他们都主要是通过调用函数__register_chrdev_region() 来实现的

  要注意,这两个函数仅仅是注册设备号! 如果要和cdev关联起来,还要调用cdev_add()

  register_chrdev( ) 申请指定的设备号,并且将其注册到字符设备驱动模型中.

  它所做的事情为:

  1. 注册设备号, 通过调用 __register_chrdev_region() 来实现

  2. 分配一个cdev, 通过调用 cdev_alloc() 来实现

  3. 将cdev添加到驱动模型中, 这一步将设备号和驱动关联了起来. 通过调用 cdev_add() 来实现

  4. 将第一步中创建的 struct char_device_struct 对象的 cdev 指向第二步中分配的cdev. register_chrdev()是老的接口,这一步在新的接口中并不需要.

  3. 文件系统中对字符设备文件的访问

  对于一个字符设备文件, 其inode->i_cdev 指向字符驱动对象cdev, 如

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