相關資料結構：

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;               

　　} *chrdevs[CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE];

　　#defineCHRDEV_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

　　1. 字元驅動模型

　　每個字元驅動由一個 cdev 結構來表示.

　　在裝置驅動模型(device driver model)中, 使用 (kobject mapping domain)來記錄字元裝置驅動.

　　這是由 struct kobj_map 結構來表示的. 它內嵌了255個struct probe指標陣列

　　kobj_map由全域性變數 cdev_map 引用: static struct kobj_map*cdev_map;

　　相關函式說明:

　　cdev_alloc() 用來建立一個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()會建立一個probe物件,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_tdev, 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

2. 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 structchar_device_struct的元素.

　　每一個對應一個相應的主裝置號.

　　如果分配了一個裝置號,就會建立一個 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（即要將裝置新增到字元裝置資料庫）,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. 分配一個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.

　　3. 檔案系統中對字元裝置檔案的訪問

　　對於一個字元裝置檔案, 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一個驅動程式.所以,通過字元裝置的inode 中的i_devices 和cdev中的list組成一個連結串列

　　首先,系統呼叫open開啟一個字元裝置的時候, 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的連結串列中.

　　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.

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裝置檔案並不關聯到硬碟或其他儲存介質上的資料段，而是建立了與某個裝置驅動程式的連線，以支援與擴充套件裝置的通訊。

裝置並不是通過檔名來標識，而是通過檔案的主、從裝置號標識。這些號碼在檔案系統中作為特別的檔案屬性管理。

在開啟一個裝置檔案時，核心會為塊裝置或字元裝置檔案建立一個inode。

假定表示裝置檔案的inode此前沒有開啟過。根據給出的裝置號，kobject_lookup查詢字元裝置的資料庫（全域性陣列 chrdevs），並返回與該驅動程式關聯的kobject例項。該返回值可用於獲取cdev例項。獲得了對應裝置檔案的cdev例項，核心通過cdev-ops還可以訪問特定於裝置的file_operations。inode->i_cdev指向所選擇的cdev例項。在下一次開啟該inode時，就不必再查詢字元裝置的資料庫，因為我們可以使用快取中的值。