linux字元cdev和Inode的關係

本文所說的inode是struct inode結構體，並不是在inode塊中的inode結點。

char device driver

struct cdev *probes[255];

struct mutex *lock;

static struct char_device_struct *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元裝置驅動:

1. 字元驅動模型

2. 字元裝置的裝置號

3. 檔案系統中對字元裝置檔案的訪問

字元驅動模型

每個字元驅動由乙個cdev 結構來表示.

相關函式說明:

cdev_alloc() 用來建立乙個cdev的物件

cdev_add() 用來將cdev物件新增到驅動模型中,其主要是通過kobj_map()來實現的.

kobj_map() 會建立乙個probe物件,然後將其插入cdev_map中的某一項中（這裡的某一項是如何確定的，是否是按照裝置的主裝置號呢？）,並關聯probe->data 指向 cdev

struct kobject *kobj_lookup(struct kobj_map *domain, dev_t dev, int *index)，根據裝置號,在cdev_map中查詢其cdev物件內嵌的kobject. (probe->data->kobj),返回的是cdev的kobject（此函式是在開啟裝置檔案是呼叫到的，在註冊字元裝置時不用）

字元裝置的裝置號

字元裝置的主,次裝置號的分配:

全域性陣列 chrdevs包含了255(chrdev_major_hash_size 的值)個 struct char_device_struct的元素.

每乙個對應乙個相應的主裝置號.

如果分配了乙個裝置號,就會建立乙個 struct char_device_struct 的物件,並將其新增到 chrdevs 中.

這樣,通過chrdevs陣列,我們就可以知道分配了哪些裝置號.

相關函式:

register_chrdev_region( ) 分配指定的裝置號範圍

alloc_chrdev_region( ) 動態分配裝置範圍

他們都主要是通過呼叫函式__register_chrdev_region() 來實現的

要注意,這兩個函式僅僅是註冊裝置號! 如果要和cdev關聯起來,還要呼叫cdev_add()

register_chrdev( ) 申請指定的裝置號,並且將其註冊到字元裝置驅動模型中.

它所做的事情為:

1. 註冊裝置號, 通過呼叫 __register_chrdev_region() 來實現

2. 分配乙個cdev, 通過呼叫 cdev_alloc() 來實現

3. 將cdev新增到驅動模型中, 這一步將裝置號和驅動關聯了起來. 通過呼叫 cdev_add() 來實現

4. 將第一步中建立的 struct char_device_struct 物件的 cdev 指向第二步中分配的cdev. 由於register_chrdev()是老的介面,這一步在新的介面中並不需要.

檔案系統中對字元裝置檔案的訪問

對於乙個字元裝置檔案, 其inode->i_cdev 指向字元驅動物件cdev, 如果i_cdev為 null ,則說明該裝置檔案沒有被開啟.

由於多個裝置可以共用同乙個驅動程式.所以,通過字元裝置的inode 中的i_devices 和 cdev中的list組成乙個鍊錶

首先,系統呼叫open開啟乙個字元裝置的時候, 通過一系列呼叫,最終會執行到 chrdev_open.

(最終是通過呼叫到def_chr_fops中的.open, 而def_chr_fops.open = chrdev_open. 這一系列的呼叫過程,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. 根據裝置號(inode->i_rdev), 在字元裝置驅動模型中查詢對應的驅動程式, 這通過kobj_lookup() 來實現, kobj_lookup()會返回對應驅動程式cdev的kobject.

2. 設定inode->i_cdev , 指向找到的cdev.

3. 將inode新增到cdev->list的鍊錶中.

4. 使用cdev的ops 設定file物件的f_op

5. 如果ops中定義了open方法,則呼叫該open方法

6. 返回.

執行完 chrdev_open()之後,file物件的f_op指向cdev的ops,因而之後對裝置進行的read, write等操作,就會執行cdev的相應操作.

linux字元cdev和inode的聯絡

好長時間沒怎麼看書了,最近把字元裝置驅動部分又複習了一下,寫個筆記.char device driver struct cdev struct kobj map probes 255 struct mutex lock static struct char device struct chrdevs...

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