linux裝置號之操作

在linux裝置驅動中，裝置號設乙個很重要的概念和變數。不論是主裝置號，還是次裝置號，在裝置驅動中都佔據了很重要的地位。那麼他在kernel中是如何操作的？這個資料結構都是通過那些函式可以很容易的在我們寫linux裝置驅動模組時被我們所使用呢？

在include/linux/type.h檔案中我們能看到乙個關於dev_t的定義如下：

...typedef __u32 __kernel_dev_t;

typedef __kernel_fd_set fd_set;

typedef __kernel_dev_t dev_t;

...從這個定義中我們能看到dev_t是乙個無符號的32位的整型。

首先我們需要說明的是，在linux中主次裝置號是放置在乙個無符號的32位的整型中，那麼這32位整型對於主次裝置號如何分配呢？

從源**中我們可以看到，主裝置號佔據12個位，次裝置好佔據20位。這在一定的時期內，主次裝置號是完全可以滿足系統需要的。

同時在include/linux/kdev_t.h檔案中我們能發現很多函式或者巨集定義的操作都是針對dev_t的。

具體可以看到我們經常用到的major(dev)、minor(dev)、mkdev(ma,mi)。

下面我們就具體分析下這三個我們經常用到的巨集定義：

#define minorbits 20
#define minormask ((1u << minorbits) - 1)
#define major(dev) ((unsigned int) ((dev) >> minorbits))

從這個巨集定義中我們可以看到其把無符號的32位的整型做位操作運算：右移20位。

在c語言中如果是右移，那麼左邊補0，這樣在這32位的整型中通過這個操作就只保留了原先第19位到31位的有效值，而這也正是我們所需要的。

下面我們看下minor這個巨集定義：

#define minor(dev) ((unsigned int) ((dev) & minormask))

要明白這個巨集定義的具體是多少，我們需要首先明白巨集定義minormask是什麼？

我們從前面的巨集定義中，我們看到：

#define minormask ((1u << minorbits) - 1)

minormask 是1u也就是1左移位20個位元組，二進位制的話就是10000000000000000000，也就是1後面帶20個0。

然後在減1呢，就成了二進位制11111111111111111111，也就是20個1，十六進製制的話是0xfffff。

好現在我們知道minormask是20個1，也就是十六進製制0xfffff，那麼我們在與dev_t做乙個位的與運算，就把32位中的前12為置0，保留其後面的20位，也正是我們想要的表是裝置次裝置號的後20個位元組。

好下面我們看下如果我們知道了主裝置號、次裝置號，我們如何生成乙個dev_t的資料結構。

巨集定義：

#define mkdev(ma,mi) (((ma) << minorbits) | (mi))

明白了前面我們所說的，其實這個就比較簡單了，把主裝置號左移20位，然後與上次裝置號，就是我們所需要的dev_t的資料結構。

那麼我們前面所說的關於dev_t的操作是新的2.6.x系列中的，在之前的2.4.x系列中，由於對裝置號的總共就16個位元組，也就是乙個短整型，那麼乙個系統中所能擁有的裝置號就是及其有限的了。

我們看下在老版本中的核心中他們的表示：

#define major(dev) ((dev)>>8)
#define minor(dev) ((dev) & 0xff)
#define mkdev(ma,mi) ((ma)<<8 | (mi))

從中我們可以看出，他是以8為為分界線，高8位為主裝置號，低8位為次裝置號，那麼乙個8位所能表示的最多也即是255個數值，那麼當我們系統中如果擁有的裝置大於這個數值的時候，在老版本的核心中就沒有辦法處理了。

在核心實現中還實現了兩個列印的函式，其實也是巨集定義：

#define print_dev_t(buffer, dev)                        \
sprintf((buffer), "%u:%u\n", major(dev), minor(dev))
#define format_dev_t(buffer, dev)                        \
()

從**中我們可以看出。

第一就是把裝置的主裝置號和次裝置號以字串的形式存放到buffer中，在使用這個巨集定義的時候需要注意的是：

buffer需要提前開闢空間，而且還需要是夠用的空間。

第二所實現的功能和第乙個很類似。這兒我們就不具體說明，請參考第乙個巨集定義的實現。

在這個檔案中還有很多的函式，這些函式的主要功能就是和老版本的核心**相容而產生的，比如：

static inline int old_valid_dev(dev_t dev)

此函式是判斷乙個dev_t是否可以轉換成舊制的dev_t。

static inline u16 old_encode_dev(dev_t dev)

把32位的裝置號轉換成16位的舊制的裝置號。

其中主要操作為：首先把主裝置號左移8位，為次裝置好空出8位的位置，然後與上次裝置號。

在使用這個函式的時候需要注意的就是需要首先判斷下32位的裝置號是否可以有效的轉換成16位的裝置號。

static inline dev_t old_decode_dev(u16 val)

上面函式的反操作。

主裝置號右移8位，然後與上255，即8個1。也就是取此變數的低8位，

次裝置號與上255，也是取此變數的低8位即可。

static inline u32 new_encode_dev(dev_t dev)

static inline dev_t new_decode_dev(u32 dev)

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18 linux裝置號之操作

19 linux裝置號之操作

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