字元裝置的註冊（struct cdev結構體的使用解釋）
阿新 • • 發佈：2019-01-05
在linux核心2.6版本以前，註冊一個字元裝置的的經典方法是使用register_chrdev，相應的從裝置中登出字元裝置的方法是unregister_chrdev，而在2.6版本以後，字元裝置函式的註冊與登出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);//移除一個字元裝置
核心中每個字元裝置都對應一個 cdev結構的變數，下面是它的定義：linux-2.6.22/include/linux/cdev.h
struct cdev {
struct kobject kobj; // 每個cdev 都是一個 kobject
struct module *owner; // 指向實現驅動的模組
const struct file_operations *ops; // 操縱這個字元裝置檔案的方法
struct list_head list; // 與cdev 對應的字元裝置檔案的 inode->i_devices 的連結串列頭
dev_t dev; // 起始裝置編號
unsigned int count; // 裝置範圍號大小
};
cdev_init(&my_cdev, &fops);
my_cdev.owner = THIS_MODULE;動態記憶體定義初始化：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，只是使用的記憶體區不一樣，一般視實際的資料結構需求而定。下面貼出了兩個函式的程式碼，以具體看一下它們之間的差異。
{
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，兩個函式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 後，需要把它新增到系統中去。為此可以呼叫 cdev_add()函式。傳入cdev 結構的指標，起始裝置編號，以及裝置編號範圍。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);
}關於 kobj_map()函式就不展開了，我只是大致講一下它的原理。核心中所有都字元裝置都會記錄在一個 kobj_map結構的cdev_map變數中。這個結構的變數中包含一個散列表用來快速存取所有的物件。kobj_map()函式就是用來把字元裝置編號和 cdev結構變數一起儲存到 cdev_map這個散列表裡。當後續要開啟一個字元裝置檔案時，通過呼叫 kobj_lookup()函式，根據裝置編號就可以找到 cdev結構變數，從而取出其中的 ops欄位。當一個字元裝置驅動不再需要的時候（比如模組解除安裝），就可以用 cdev_del()函式來釋放cdev 佔用的記憶體。void cdev_del(struct cdev *p)
{
cdev_unmap(p->dev, p->count);
kobject_put(&p->kobj);
}其中 cdev_unmap()呼叫kobj_unmap()來釋放 cdev_map散列表中的物件。kobject_put()釋放 cdev結構本身。