file_operation

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本文详细探讨了Linux设备驱动中的file_operations结构，包括其各成员函数的作用及重要性，帮助开发者理解如何在设备驱动中实现文件操作。

[cpp]view plaincopy 
  

struct file_operations{
struct module *owner;
// 指向拥有该结构的模块的指针，避免正在操作时被卸载，一般为初始化为THIS_MODULES
loff_t （*llseek）（struct file *, loff_t, int）；
// llseek用来修改文件当前的读写位置，返回新位置
// loff_t为一个"长偏移量"。当此函数指针为空，seek调用将会以不可预期的方式修改file结构中的位置计数器。
ssize_t （*read）（struct file *, char __user *, size_t, loff_t *）；
// 从设备中同步读取数据。读取成功返回读取的字节数。设置为NULL，调用时返回-EINVAL
ssize_t （*aio_read）（struct kiocb *, char __user *, size_t, loff_t）；
// 初始化一个异步的读取操作，为NULL时全部通过read处理
ssize_t （*write）（struct file *, const char __user *, size_t, loff_t *）；
// 向设备发送数据。
ssize_t （*aio_write）（struct kiocb *, const char __user *, size_t, loff_t）；
// 初始化一个异步的写入操作。
int （*readdir）（struct file *, void *, filldir_t）；
// 仅用于读取目录，对于设备文件，该字段为 NULL
unsigned int （*poll）（struct file *, struct poll_table_struct *）；
// 返回一个位掩码，用来指出非阻塞的读取或写入是否可能。
// 将pool定义为 NULL，设备会被认为即可读也可写。
int （*ioctl）（struct inode *, struct file *, unsigned int, unsigned long）；
// 提供一种执行设备特殊命令的方法。不设置入口点，返回-ENOTTY
long （*unlocked_ioctl）（struct file *, unsigned int, unsigned long）；
// 不使用BLK的文件系统，将使用此种函数指针代替ioctl
long （*compat_ioctl）（struct file *, unsigned int, unsigned long）；
// 在64位系统上，32位的ioctl调用，将使用此函数指针代替
int （*mmap）（struct file *, struct vm_area_struct *）；
// 用于请求将设备内存映射到进程地址空间。如果无此方法，将访问-ENODEV。
int （*open）（struct inode *, struct file *）；
// 如果为空，设备的打开操作永远成功，但系统不会通知驱动程序
// 由VFS调用，当VFS打开一个文件，即建立了一个新的"struct file"，之后调用open方法分配文件结构。open属于struct
inode_operations。
int （*flush）（struct file *）；
// 发生在进程关闭设备文件描述符副本，执行并等待，若设置为NULL，内核将忽略用户应用程序的请求。
int （*release）（struct inode *, struct file *）；
// file结构释放时，将调用此指针函数，release与open相同可设置为NULL
int （*fsync）（struct file *, struct dentry *, int datasync）；
// 刷新待处理的数据，如果驱动程序没有实现，fsync调用将返回-EINVAL
int （*aio_fsync）（struct kiocb *, int datasync）；
// 异步fsync
int （*fasync）（int, struct file *, int）；
// 通知设备FASYNC标志发生变化，如果设备不支持异步通知，该字段可以为NULL
int （*lock）（struct file *, int, struct file_lock *）；
// 实现文件锁，设备驱动常不去实现此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 *）；
// readv和writev 分散／聚集型的读写操作，实现进行涉及多个内存区域的单次读或写操作。
ssize_t （*sendfile）（struct file *, loff_t *, size_t, read_actor_t, void *）；
// 实现sendfile调用的读取部分，将数据从一个文件描述符移到另一个，设备驱动通常将其设置为 NULL
ssize_t （*sendpage）（struct file *, struct page *, int, size_t, loff_t *, int）；
// 实现sendfile调用的另一部分，内核调用将其数据发送到对应文件，每次一个数据页，设备驱动通常将其设置为NULL
unsigned long （*get_unmapped_area）（struct file *, unsigned long, unsigned long, unsigned long, unsigned
long）；
// 在进程地址空间找到一个合适的位置，以便将底层设备中的内存段映射到该位置。大部分驱动可将其设置为NULL
int （*check_flags）（int）；
// 允许模块检查传递给fcntl（F_SETEL…）调用的标志
int （*dir_notify）（struct file *filp, unsigned long arg）；
// 应用程序使用fcntl来请求目录改变通知时，调用该方法。仅对文件系统有效，驱动程序不必实现。
int （*flock）（struct file *, int, struct file_lock *）；
// 实现文件锁
};