字符设备(二)之主要数据结构_字符设备的数据结构是什么?-优快云博客

本文深入探讨Linux文件系统和字符设备驱动，重点解析file结构体及其在设备驱动中的作用。file_operation结构体作为字符设备操作的核心，直接由设备驱动提供其成员函数，用于实现打开、关闭、读、写等操作。当打开文件时，内核创建并维护struct file实例，直至所有实例关闭后释放。此外，VFS inode存储文件元信息，如大小、权限，作为文件系统管理和连接的基础。

一.linux文件系统和字符设备驱动

应用程序和VFS之间的接口是系统调用，而VFS和磁盘文件系以及普通设备之间接口是file_operation结构体成员函数，这个结构包含打开，关闭，读，写等各种对文件的操作

字符设备上层不涉及到磁盘，所以字符设备的file_operation成员函数直接由设备驱动提供。file_operation是字符设备的操作核心。

1.file结构体

文件结构体代表一个文件(若是设备，则为设备文件)，系统中每个打开的文件在内核中都有个一个struct file，由内核在打开文件的时候创建，并传递给在文件上进行
操作的任何函数，在文件的所有实例都关闭后，内核释放这个数据结构。

struct file {
	/*
	 * fu_list becomes invalid after file_free is called and queued via
	 * fu_rcuhead for RCU freeing
	 */
	union {//共用体不同时刻占用同一段内存
		struct list_head	fu_list;
		struct rcu_head 	fu_rcuhead;//2.6新加入的锁机制
	} f_u;
	struct path		f_path;
#define f_dentry	f_path.dentry//目录入口
#define f_vfsmnt	f_path.mnt
	const struct file_operations	*f_op;//和文件关联的操作
	spinlock_t		f_lock;  /* f_ep_links, f_flags, no IRQ */
	atomic_long_t		f_count;
	unsigned int 		f_flags;//文件标识，O_RDONLY,O_NONBLOCK,O_SYNC
	fmode_t			f_mode;//文件读写模式
	loff_t