linux 学习笔记--字符设备驱动相关数据结构

与字符设备相关的几个数据结构主要有：struct cdev,struct file_operations, struct inode struct file;

1. struct cdev 变量在kernel中代表一个字符设备，即Kernel中任意一 个字符设备有会有一个struct cdev与之对应，用来记录该设备驱动的相关信息（主要包括 设备号，以及该设备能执行的操作）该结构体的定义如下：

struct cdev{
struct kobject kobject;
struct module * owner;
const struct file_operations * ops;
struct list_head list;
dev_t dev;
unsigned int conut;
};

2. struct file_operations 定义了设备驱动和kernel之间的接口，Kernel通过该结构体中定义的函数指针所指向的文件操作函数来操作实际的硬件，对于不同的硬件设备具有不同的读写操作，可以通过该结构体中定义的函数指针来实现， 该结构体的定义如下：

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(*aio_read) (struct kiocb *, char __user *, size_t, loff_t);
ssize_t(*write) (struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *);
ssize_t(*aio_write) (struct kiocb *, const char __user *, size_t, loff_t);
int (*readdir) (struct file *, void *, filldir_t);
unsigned int (*poll) (struct file *, struct poll_table_struct *);
int (*ioctl) (struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long);
int (*mmap) (struct file *, struct vm_area_struct *);
int (*open) (struct inode *, struct file *);
int (*flush) (struct file *);
int (*release) (struct inode *, struct file *);
int (*fsync) (struct file *, struct dentry *, int datasync);
int (*aio_fsync) (struct kiocb *, int datasync);
int (*fasync) (int, struct file *, int);
int (*lock) (struct file *, int, struct file_lock *);
ssize_t(*readv) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t *);
ssize_t(*writev) (struct file *, const struct iovec *, unsigned long, loff_t *);
ssize_t(*sendfile) (struct file *, loff_t *, size_t, read_actor_t, void __user *);
ssize_t(*sendpage) (struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int);
unsigned long (*get_unmapped_area) (struct file *, unsigned long,
unsigned long, unsigned long,
unsigned long);
};

3.struct inode表示一个文件的节点，任意的文件（文件，目录）都有一个inode结构体变量预制一一对应，该结构体记录一个文件的通用信息。

struct inode {
struct hlist_node       i_hash; /* 哈希表 */
struct list_head        i_list; /* 索引节点链表 */
struct list_head        i_dentry; /* 目录项链表 */
unsigned long           i_ino;   /* 节点号 */
atomic_t                i_count;  /* 引用记数 */
umode_t                 i_mode;   /* 访问权限控制 */
unsigned int            i_nlink;  /* 硬链接数 */
uid_t                   i_uid;    /* 使用者id */
gid_t                   i_gid;    /* 使用者id组 */
kdev_t                  i_rdev;   /* 实设备标识符 */
loff_t                  i_size;   /* 以字节为单位的文件大小 */
struct timespec         i_atime;  /* 最后访问时间 */
struct timespec         i_mtime;   /* 最后修改时间 */
struct timespec         i_ctime;   /* 最后改变时间 */
unsigned int            i_blkbits;  /* 以位为单位的块大小 */
unsigned long           i_blksize;  /* 以字节为单位的块大小 */
unsigned long           i_version;    /* 版本号 */
unsigned long           i_blocks;     /* 文件的块数 */
unsigned short          i_bytes;      /* 使用的字节数 */
spinlock_t              i_lock;       /* 自旋锁 */
struct rw_semaphore     i_alloc_sem;  /* 索引节点信号量 */
struct inode_operations *i_op;        /* 索引节点操作表 */
struct file_operations  *i_fop;       /* 默认的索引节点操作 */
struct super_block      *i_sb;        /* 相关的超级块 */
struct file_lock        *i_flock;     /* 文件锁链表 */
struct address_space    *i_mapping;    /* 相关的地址映射 */
struct address_space    i_data;        /* 设备地址映射 */
struct dquot       *i_dquot[MAXQUOTAS]; /* 节点的磁盘限额 */
struct list_head        i_devices;     /* 块设备链表 */
struct pipe_inode_info  *i_pipe;      /* 管道信息 */
struct block_device     *i_bdev;     /* 块设备驱动 */
unsigned long           i_dnotify_mask;    /* 目录通知掩码 */
struct dnotify_struct   *i_dnotify;      /* 目录通知 */
unsigned long           i_state;      /* 状态标志 */
unsigned long           dirtied_when;     /* 首次修改时间 */
unsigned int            i_flags;     /* 文件系统标志 */
unsigned char           i_sock;      /* 可能是个套接字吧 */
atomic_t                i_writecount;      /* 写者记数 */
void                    *i_security;     /* 安全模块 */
__u32                   i_generation;  /* 索引节点版本号 */
union {
void            *generic_ip;      /* 文件特殊信息 */
} u;
};