第三章 三个数据结构以及字符设备的注册

上一篇讲到了注册设备编号，显然，注册设备编号只是编写驱动代码的第一个步骤。为了完成以后的一些步骤，先介绍三个重要的内核数据结构。

file_operation囊括了所有设备操作到设备号的链接。在linux中驱动以文件的方式存在，而file_operation则是对文件（这里是是字符设备）的所有操作的集合。由于file_operation的成员太多，而当前scull项目仅仅用到了其中的几个。 scull项目的file_operation初始化如下：

struct file_operations scull_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = scull_llseek,
.read = scull_read,
.write = scull_write,
.ioctl = scull_ioctl,
.open = scull_open,
.release = scull_release,
};

　　owner指向拥有这个结构的模块，几乎所有情况下，它的值都是THIS_MODULE，这是一个定义在<linux/module.h>中的宏；llseek 方法用作改变文件中的当前读/写位置, 并且新位置作为(正的)返回值；read用来从设备中获取数据；write用来发送数据给设备；.ioctl 用来发出设备特定命令（非read或write）；open为打开设备文件，显然这应该是对设备文件进行的第一个操作；.release 释放文件结构。

file数据结构代表一个打开的文件（记住设备被当做了文件）。如同file_operation指定了操作的集合，file就是这些操作的目标对象了。

inode数据结构也表示文件，不过他跟file数据结构不同（估计这个区别以后才能了解）。对于编写驱动来说，这个数据结构就两个字段有用。dev_t i_rdev代表设备编号，struct cdev *i_cdev;代表一个字符设备。详细的信息到使用的时候再深入研究。

要说明的是，linux源代码在初始化这些数据结构的时候一般都是用c语言的标记式结构初始化语法。

linux内核在内部使用类型struct cdev来代表字符设备。而在scull中，使用一个自定义的struct scull_dev类型的

结构来表示每个设备，这个结构包括了一个struct cdev结构：

struct scull_dev {
struct scull_qset *data; /* Pointer to first quantum set */
int quantum; /* the current quantum size */
int qset; /* the current array size */
unsigned long size; /* amount of data stored here */
unsigned int access_key; /* used by sculluid and scullpriv */
struct semaphore sem; /* mutual exclusion semaphore */
struct cdev cdev; /* Char device structure */
};

　　初始化这一结构并注册的函数如下：

static void scull_setup_cdev(struct scull_dev *dev, int index)
{
int err, devno = MKDEV(scull_major, scull_minor + index);
cdev_init(&dev->cdev, &scull_fops);
dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
dev->cdev.ops = &scull_fops;
err = cdev_add (&dev->cdev, devno, 1);
/* Fail gracefully if need be */
if (err)
printk(KERN_NOTICE "Error %d adding scull%d", err, index);
}

　　这样就完成了一个字符设备的初始化和注册。