Linux驱动--函数，宏，结构体理解记录

1，contain_of 宏---内核

       该宏定义在include/linux/kernel.h中，首先来贴出它的代码：

1. 439/**
2. 440 * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure
3. 441 * @ptr: the pointer to the member.
4. 442 * @type: the type of the container struct this is embedded in.
5. 443 * @member: the name of the member within the struct.
6. 444 *
7. 445 */
8. 446#define container_of(ptr, type, member) ({ \
9. 447 const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
10. 448 (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

     根据一个结构体变量中的一个域成员变量的指针来获取指向整个结构体变量的指针

2，linux 字符cdev和inode

相关数据结构：

　　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];

　　#define CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE        255

　　下面本文通过一下三个方面以及他们的关联来描述字符设备驱动:

　　1. 字符驱动模型

　　2. 字符设备的设备号

　　3. 文件系统中对字符设备文件的访问

　　1. 字符驱动模型

　　每个字符驱动由一个 cdev 结构来表示.

　　在设备驱动模型(device driver model)中, 使用 (kobject mapping domain) 来记录字符设备驱动.

　　这是由 struct kobj_map 结构来表示的. 它内嵌了255个struct probe指针数组

　　kobj_map由全局变量 cdev_map 引用: static struct kobj_map *cdev_map;

　　相关函数说明:

　　cdev_alloc() 用来创建一个cdev的对象

　　cdev_add() 用来将cdev对象添加到驱动模型中,其主要是通过kobj_map()来实现的.

　　kobj_map() 会创建一个probe对象,然后将其插入cdev_map中的某一项中,并关联probe->data 指向 cdev

　　struct kobject *kobj_lookup(struct kobj_map *domain, dev_t dev, int *index)

　　根据设备号,在cdev_map中查找其cdev对象内嵌的kobject. (probe->data->kobj),返回的是cdev的kobject

2. 字符设备的设备号

　　字符设备的主,次设备号的分配:

　　全局数组 chrdevs 包含了255(CHRDEV_MAJOR_HASH_SIZE 的值)个 struct char_device_struct的元素.

　　每一个对应一个相应的主设备号.

　　如果分配了一个设备号,就会创建一个 struct char_device_struct 的对象,并将其添加到 chrdevs 中.

　　这样,通过chrdevs数组,我们就可以知道分配了哪些设备号.

　　相关函数:

　　register_chrdev_region( ) 分配指定的设备号范围

　　alloc_chrdev_region( ) 动态分配设备范围

　　他们都主要是通过调用函数__register_chrdev_region() 来实现的

　　要注意,这两个函数仅仅是注册设备号! 如果要和cdev关联起来,还要调用cdev_add()

　　register_chrdev( ) 申请指定的设备号,并且将其注册到字符设备驱动模型中.

　　它所做的事情为:

　　1. 注册设备号, 通过调用 __register_chrdev_region() 来实现

　　2. 分配一个cdev, 通过调用 cdev_alloc() 来实现

　　3. 将cdev添加到驱动模型中, 这一步将设备号和驱动关联了起来. 通过调用 cdev_add() 来实现

　　4. 将第一步中创建的 struct char_device_struct 对象的 cdev 指向第二步中分配的cdev. 由于register_chrdev()是老的接口,这一步在新的接口中并不需要.

　　3. 文件系统中对字符设备文件的访问

　　对于一个字符设备文件, 其inode->i_cdev 指向字符驱动对象cdev, 如果i_cdev为 NULL ,则说明该设备文件没有被打开.

　　由于多个设备可以共用同一个驱动程序.所以,通过字符设备的inode 中的i_devices 和 cdev中的list组成一个链表

　　首先,系统调用open打开一个字符设备的时候, 通过一系列调用,最终会执行到 chrdev_open.

　　(最终是通过调用到def_chr_fops中的.open, 而def_chr_fops.open = chrdev_open. 这一系列的调用过程,本文暂不讨论)

　　int chrdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)

　　chrdev_open()所做的事情可以概括如下:

　　1. 根据设备号(inode->i_rdev), 在字符设备驱动模型中查找对应的驱动程序, 这通过kobj_lookup() 来实现, kobj_lookup()会返回对应驱动程序cdev的kobject.

　　2. 设置inode->i_cdev , 指向找到的cdev.

　　3. 将inode添加到cdev->list的链表中.

　　4. 使用cdev的ops 设置file对象的f_op

　　5. 如果ops中定义了open方法,则调用该open方法

　　6. 返回.

　　执行完 chrdev_open()之后,file对象的f_op指向cdev的ops,因而之后对设备进行的read, write等操作,就会执行cdev的相应操作.

3，Linux内核list_head学习网页

http://www.cnblogs.com/zhuyp1015/archive/2012/06/02/2532240.html