第一:struct inode结构体
struct inode {
······
struct hlist_node i_hash;
struct list_head i_list; /* backing dev IO list */
struct list_head i_sb_list;
//主次设备号
dev_t i_rdev;
struct list_head i_devices;
//用联合体是因为该文件可能是块设备文件或者字符设备文件
union {
struct pipe_inode_info *i_pipe; //管道文件
struct block_device *i_bdev; //块设备文件
struct cdev *i_cdev; //字符设备文件
};
//私有数据
void *i_private; /* fs or device private pointer */
};
功能:struct inode结构体是用来表示一个静态文件的,每个文件都会对应唯一的struct inode结构体,结构体里描述了文件的详细信息。
第二:struct file结构体
struct file {
union {
struct list_head fu_list;
struct rcu_head fu_rcuhead;
} f_u;
······
const struct file_operations *f_op; //该文件对应的操作方法
unsigned int f_flags;
fmode_t f_mode; //打开文件的权限,比如:只读打开、只写打开、读写打开
loff_t f_pos; //文件指针的偏移量
/* needed for tty driver, and maybe others */
void *private_data; //私有数据
};
功能:struct file结构体 用来表示一个动态的设备,每当open打开一个文件时就会产生一个struct file结构体 与之对应。
第三:struct file_operations结构体
struct file_operations {
struct module *owner;
······
loff_t (*llseek) (struct file *, loff_t, int);
ssize_t (*read) (struct file *, char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t (*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*release) (struct inode *, struct file *);
};
功能:struct file_operations结构体是用来描述设备的操作方法的。在linux中一切皆是文件,不管是普通文件还是设备驱动文件上层应用都是用同一的open、read函数去操作。每一个struct file结构体 中都保存了一个struct file_operations结构体,虽然上层应用都是调用的read函数,但是在内部实际通过函数指针调用了不同的read函数。
第四:struct cdev结构体
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner;
const struct file_operations *ops; //设备的操作方法
struct list_head list;
dev_t dev; //主次设备号
unsigned int count; //引用计数
};
第五:结构体之间的关联
1、struct inode结构体和struct file结构体
(1)struct inode结构体和struct file结构体 都是用来描述文件信息的,struct inode结构体是描述静态的文件,struct file结构体描述动态的文件(也就是打开的文件);
(2)每个文件只有唯一的struct inode结构体,但是可以有多个struct file结构体,文件每被打开一次就多一个 struct file结构体 ;
2、struct file_operations结构体和struct cdev结构体
(1)struct file_operations结构体描述设备的操作方法,struct cdev结构体描述字符设备全部的信息;
(2)struct cdev结构体包含struct file_operations结构体,在注册驱动时需要将struct file_operations结构体指针赋值给struct cdev结构体;
3、struct inode结构体和struct cdev结构体
(1)上层应用访问设备驱动是通过设备节点,设备节点就是一个文件,在创建设备节点时需要指明主次设备号,主次设备号就会保存在设备节点对应的 struct inode结构体的i_rdev变量中;
(2)在向内核注册字符设备驱动时就是将对应的struct cdev结构体注册到chrdevs全局变量中,其中struct cdev结构体就保存了主次设备号;
(3)struct inode结构体的联合体中有struct cdev结构体指针,将来找到对应的struct cdev结构体会对该指针赋值;
(4)联系:在用open打开设备节点时从struct inode结构体中获取初次设备号,然后用这个主次设备号去chrdevs全局变量中找到对应的struct cdev结构体。
总结:依靠主次设备号联系起来。