歡迎來到Linux教程網
Linux教程網
Linux教程網
Linux教程網
您现在的位置: Linux教程網 >> UnixLinux >  >> Linux基礎 >> Linux技術

linux字符cdev和inode的聯系

好長時間沒怎麼看書了,最近把字符設備驅動部分又復習了一下,寫個筆記.

Char Device Driver

相關數據結構:

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

下面本文通過一下三個方面以及他們的關聯來描述字符設備驅動:

1. 字符驅動模型

2. 字符設備的設備號

3. 文件系統中對字符設備文件的訪問

1. 字符驅動模型

每個字符驅動由一個 cdev 結構來表示.

在設備驅動模型(device driver model)中, 使用 (kobject mapping domain) 來記錄字符設備驅動.

這是由 struct kobj_map 結構來表示的. 它內嵌了255個struct probe指針數組

kobj_map由全局變量 cdev_map 引用: static struct kobj_map *cdev_map;

相關函數說明:

cdev_alloc() 用來創建一個cdev的對象

cdev_add() 用來將cdev對象添加到驅動模型中,其主要是通過kobj_map()來實現的.

kobj_map() 會創建一個probe對象,然後將其插入cdev_map中的某一項中,並關聯probe->data 指向 cdev

struct kobject *kobj_lookup(struct kobj_map *domain, dev_t dev, int *index)

根據設備號,在cdev_map中查找其cdev對象內嵌的kobject. (probe->data->kobj),返回的是cdev的kobject

2. 字符設備的設備號

字符設備的主,次設備號的分配:

全局數組 chrdevs 包含了255(CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE 的值)個 struct char_device_struct的元素.

每一個對應一個相應的主設備號.

如果分配了一個設備號,就會創建一個 struct char_device_struct 的對象,並將其添加到 chrdevs 中.

這樣,通過chrdevs數組,我們就可以知道分配了哪些設備號.

相關函數:

register_chrdev_region( ) 分配指定的設備號范圍

alloc_chrdev_region( ) 動態分配設備范圍

他們都主要是通過調用函數__register_chrdev_region() 來實現的

要注意,這兩個函數僅僅是注冊設備號! 如果要和cdev關聯起來,還要調用cdev_add()

register_chrdev( ) 申請指定的設備號,並且將其注冊到字符設備驅動模型中.

它所做的事情為:

1. 注冊設備號, 通過調用 __register_chrdev_region() 來實現

2. 分配一個cdev, 通過調用 cdev_alloc() 來實現

3. 將cdev添加到驅動模型中, 這一步將設備號和驅動關聯了起來. 通過調用 cdev_add() 來實現

4. 將第一步中創建的 struct char_device_struct 對象的 cdev 指向第二步中分配的cdev. 由於register_chrdev()是老的接口,這一步在新的接口中並不需要.

3. 文件系統中對字符設備文件的訪問

對於一個字符設備文件, 其inode->i_cdev 指向字符驅動對象cdev, 如果i_cdev為 NULL ,則說明該設備文件沒有被打開.

由於多個設備可以共用同一個驅動程序.所以,通過字符設備的inode 中的i_devices 和 cdev中的list組成一個鏈表

首先,系統調用open打開一個字符設備的時候, 通過一系列調用,最終會執行到 chrdev_open.

(最終是通過調用到def_chr_fops中的.open, 而def_chr_fops.open = chrdev_open. 這一系列的調用過程,本文暫不討論)

int chrdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)

chrdev_open()所做的事情可以概括如下:

1. 根據設備號(inode->i_rdev), 在字符設備驅動模型中查找對應的驅動程序, 這通過kobj_lookup() 來實現, kobj_lookup()會返回對應驅動程序cdev的kobject.

2. 設置inode->i_cdev , 指向找到的cdev.

3. 將inode添加到cdev->list的鏈表中.

4. 使用cdev的ops 設置file對象的f_op

5. 如果ops中定義了open方法,則調用該open方法

6. 返回.

執行完 chrdev_open()之後,file對象的f_op指向cdev的ops,因而之後對設備進行的read, write等操作,就會執行cdev的相應操作.

(http://itlab.idcquan.com/linux/administer/820298.html)

Copyright © Linux教程網 All Rights Reserved