linux 笔记 关于struct file 结构下 private_data 数据结构的思考

本文详细解析了structfile在Linux字符设备驱动中的作用,特别是private_data成员的用途。通过实例展示了如何利用private_data保存自定义设备结构体的地址,以便在驱动函数中访问和操作。

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http://blog.youkuaiyun.com/bush2582/article/details/7731220

  struct file是字符设备驱动相关重要结构。struct file代表一个打开的文件描述符,它不是专门给驱动程序使用的,系统中每一个打开的文件在内核中都有一个关联的 struct file。 它由内核在 open时创建,并传递给在文件上操
作的任何函数,知道最后关闭。当文件的所有实例都关闭之后,内核释放这个数据结构。

   在 struct filed有个成员void *private_data;文档上说明该成员是系统调用时保存状态信息非常有用的资源。起初一直不明白这个private_data在驱动 open函数中的作用,后来发现private_data 这个成员在open函数被调用的时候 linux 系统就已经将其幅值为NULL,之后可供用户使用,或者比较悲剧的被用户忽略改域。

   在详细的阅读源代码后,发现 这个private_data 其实是用来保存自定义设备结构体的地址的。自定义结构体的地址被保存在private_data后,可以在read ,write 等驱动函数中被传递和调用自定义设备结构体中的成员。

   例如 可以在open函数中这么做 

struct scull_dev *dev;

dev = container_of(inode->i_cdev,struct scull_dev,cdev);

filp->private_data = dev; /*for other methods*/

(container_of这个宏返回的是地址,即结构体的地址)
  也可以使用C语言中的一些技巧实现地址的赋值

 struct s3c2440_camif *dev =&camif;
 file->private_data = dev;  

 
<think>我们被要求提供几个典型的简单C++代码示例用于笔记整理。根据用户之前的问题,他可能在学习C++的基础知识,包括多文件编程、类与对象、函数绑定、结构体等。同时,注意引用中提供的示例,我们可以选取一些基础且典型的例子。 参考引用: [^1]: 一个简单的指针示例(但有错误,因为对空指针赋值会导致崩溃) [^2]: 使用std::bind绑定类的成员函数以及引用传递参数 [^3]: 用户提到正在重温C++,准备学习C++11新特性和STL [^4]: 结构体的构造函数和初始化列表,以及结构体数组 因此,我们可以提供以下示例: 1. 基础示例:Hello World 2. 类和对象:定义一个简单的类并创建对象 3. 函数绑定:使用std::bind绑定成员函数和引用传递 4. 结构体:使用构造函数初始化结构体数组 5. 模板函数:一个简单的泛型编程示例 6. 智能指针:展示unique_ptr的简单使用(C++11特性) 注意:用户要求典型简单,所以每个示例应尽量简短,并附有注释。 由于引用[1]中的程序有错误(对空指针赋值),我们可以修正它并作为一个关于指针的示例,但也可以选择其他更安全的指针示例。 下面我们开始编写示例代码:</think>以下是几个典型的简单C++代码示例,涵盖基础语法和核心概念,适合用于学习笔记整理: ### 1. Hello World 基础程序 ```cpp #include <iostream> // 标准输入输出流库 int main() { // 程序入口点 std::cout << "Hello, World!" << std::endl; // 输出语句 return 0; // 程序正常退出 } ``` **关键点**: - `#include` 预处理指令引入库 - `main()` 函数是程序执行的起点 - `std::cout` 用于控制台输出[^1] --- ### 2. 类和对象(面向对象基础) ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Rectangle { // 类定义 private: int width, height; // 私有成员变量 public: // 构造函数 Rectangle(int w, int h) : width(w), height(h) {} // 成员函数 int area() { return width * height; } }; int main() { Rectangle rect(3, 4); // 创建对象 cout << "矩形面积: " << rect.area() << endl; // 输出: 12 return 0; } ``` **关键点**: - 类封装数据和行为 - 构造函数初始化成员变量[^4] - 访问控制:`public`/`private` --- ### 3. 函数绑定(函数式编程) ```cpp #include <iostream> #include <functional> // 函数对象库 // 普通函数 void greet(const string& name) { cout << "你好, " << name << "!" << endl; } int main() { // 绑定函数和参数 auto sayHello = bind(greet, "张三"); sayHello(); // 输出: 你好, 张三! // Lambda表达式 auto add = [](int a, int b) { return a + b; }; cout << "5+3=" << add(5, 3); // 输出: 8 return 0; } ``` **关键点**: - `std::bind` 创建函数对象[^2] - Lambda表达式定义匿名函数 - 函数对象可作为参数传递 --- ### 4. 结构体与构造函数 ```cpp #include <iostream> #include <string> using namespace std; // 带构造函数的结构struct Student { string name; int id; double gpa; // 默认构造函数 Student() : name(""), id(0), gpa(0.0) {} // 参数化构造函数 Student(string n, int i, double g) : name(n), id(i), gpa(g) {} void display() { cout << name << " (ID:" << id << "), GPA: " << gpa << endl; } }; int main() { Student stu1; // 调用默认构造函数 Student stu2("李四", 2023001, 3.8); // 参数化构造 stu2.display(); // 输出: 李四 (ID:2023001), GPA: 3.8 return 0; } ``` **关键点**: - 结构体可包含构造函数[^4] - 初始化列表语法(`: name(n), id(i)`) - 方法定义在结构体内 --- ### 5. 文件操作(I/O基础) ```cpp #include <iostream> #include <fstream> // 文件流库 int main() { // 写入文件 ofstream outFile("data.txt"); outFile << "C++ 文件操作示例\n2023"; outFile.close(); // 读取文件 ifstream inFile("data.txt"); string line; while(getline(inFile, line)) { cout << line << endl; // 逐行输出文件内容 } inFile.close(); return 0; } ``` **关键点**: - `ofstream` 用于文件写入 - `ifstream` 用于文件读取 - `getline()` 逐行读取文本 --- ### 6. 模板函数(泛型编程) ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 泛型交换函数 template <typename T> void swapValues(T &a, T &b) { T temp = a; a = b; b = temp; } int main() { int x = 5, y = 10; swapValues(x, y); cout << "x=" << x << ", y=" << y; // 输出: x=10, y=5 double m = 3.14, n = 6.28; swapValues(m, n); cout << "\nm=" << m << ", n=" << n; // 输出: m=6.28, n=3.14 return 0; } ``` **关键点**: - `template` 声明泛型类型 - 类型参数 `typename T` - 同一函数处理不同数据类型 > 所有示例均使用标准C++语法,可在主流编译器(GCC/Clang/MSVC)中直接编译运行。
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