Linux內核中每個字符設備都對應一個 cdev 結構的變量,下面是它的定義:
linux-2.6.22/include/linux/cdev.h
struct cdev {
struct kobject kobj; // 每個 cdev 都是一個 kobject
struct module *owner; // 指向實現驅動的模塊
const struct file_operations *ops; // 操縱這個字符設備文件的方法
struct list_head list; // 與 cdev 對應的字符設備文件的 inode->i_devices 的鏈表頭
dev_t dev; // 起始設備編號
unsigned int count; // 設備范圍號大小
};
一個 cdev 一般它有兩種定義初始化方式:靜態的和動態的。
靜態內存定義初始化:
struct cdev my_cdev;
cdev_init(&my_cdev, &fops);
my_cdev.owner = THIS_MODULE;
動態內存定義初始化:
struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();
my_cdev->ops = &fops;
my_cdev->owner = THIS_MODULE;
兩種使用方式的功能是一樣的,只是使用的內存區不一樣,一般視實際的數據結構需求而定。
下面貼出了兩個函數的代碼,以具體看一下它們之間的差異。
struct cdev *cdev_alloc(void)
{
struct cdev *p = kzalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);
if (p) {
INIT_LIST_HEAD(&p->list);
kobject_init(&p->kobj, &ktype_cdev_dynamic);
}
return p;
}
void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)
{
memset(cdev, 0, sizeof *cdev); 注1;
INIT_LIST_HEAD(&cdev->list);
kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default);
cdev->ops = fops;
}
由此可見,兩個函數完成都功能基本一致,只是 cdev_init() 還多賦了一個 cdev->ops 的值。
初始化 cdev 後,需要把它添加到系統中去。為此可以調用 cdev_add() 函數。傳入 cdev 結構的指針,起始設備編號,以及設備編號范圍。
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
{
p->dev = dev;
p->count = count;
return kobj_map(cdev_map, dev, count, NULL, exact_match, exact_lock, p);
}
關於 kobj_map() 函數就不展開了,我只是大致講一下它的原理。內核中所有都字符設備都會記錄在一個 kobj_map 結構的 cdev_map 變量中。這個結構的變量中包含一個散列表用來快速存取所有的對象。kobj_map() 函數就是用來把字符設備編號和 cdev 結構變量一起保存到 cdev_map 這個散列表裡。當後續要打開一個字符設備文件時,通過調用 kobj_lookup() 函數,根據設備編號就可以找到 cdev 結構變量,從而取出其中的 ops 字段。
當一個字符設備驅動不再需要的時候(比如模塊卸載),就可以用 cdev_del() 函數來釋放 cdev 占用的內存。
void cdev_del(struct cdev *p)
{
cdev_unmap(p->dev, p->count);
kobject_put(&p->kobj);
}
其中 cdev_unmap() 調用 kobj_unmap() 來釋放 cdev_map 散列表中的對象。kobject_put() 釋放 cdev 結構本身。
注1:
Memset 用來對一段內存空間全部設置為某個字符,一般用在對定義的字符串進行初始化為‘ ’或‘\0’;
例:char a[100];memset(a, '\0', sizeof(a));
memcpy 用來做內存拷貝,你可以拿它拷貝任何數據類型的對象,可以指定拷貝的數據長度。
例:char a[100],b[50]; memcpy(b, a, sizeof(b));注意如用sizeof(a),會造成b的內存地址溢出。
Strcpy 就只能拷貝字符串了,它遇到'\0'就結束拷貝。
例:char a[100],b[50];strcpy(a,b);如用strcpy(b,a),要注意a中的字符串長度(第一個‘\0’之前)是否超過50位,如超過,則會造成b的內存地址溢出。
memset主要應用是初始化某個內存空間。
memcpy是用於copy源空間的數據到目的空間中。
strcpy用於字符串copy,遇到‘\0’,將結束。