在Linux內核2.6版本以前,注冊一個字符設備的的經典方法是使用register_chrdev,相應的從設備中注銷字符設備的方法是unregister_chrdev,而在2.6版本以后,字符設備函數的注冊與注銷使用的是如下一套方法:
#include<linux/cdev.h>?
struct cdev *cdev_alloc(void);//分配一個獨立的cdev結構?
void cdev_init(struct cdev *dev,struct file_operations *fops);//初始化cdev結構?
int cdev_add(struct cdev *dev,dev_t num,unsigned int count);?
void cdev_del(struct cdev *dev);//移除一個字符設備
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 后,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, unsignedcount)
{
p->dev = dev;
p->count = count;
return kobj_map(cdev_map, dev, count, NULL, exact_match, exact_lock, p);
}
關于 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這個散列表里。當后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。