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Chinaunix

標(biāo)題: struct cdev 與struct device [打印本頁(yè)]

作者: 陳九CU 時(shí)間: 2013-06-04 17:33
標(biāo)題: struct cdev 與struct device
      這兩天看linux設(shè)備模型看得我稀里糊涂了。
在我以前看的資料中，通過(guò)inode的成員struct cdev *i_cdev找到字符設(shè)備，
字符設(shè)備中有struct kobject kobj;struct file_operation *ops;等成員；
file_operation里包含了所有操作文件（這里是設(shè)備文件）函數(shù)的指針。漏講了
主設(shè)備號(hào)和次設(shè)備號(hào)分別標(biāo)識(shí)驅(qū)動(dòng)程序和設(shè)備。感覺(jué)條理非常清楚。
   現(xiàn)在來(lái)了個(gè)linux設(shè)備模型。一下子就把我給打暈了，先是
struct cdev 和struct device，這兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)我是認(rèn)為通過(guò)共享相同的kobject來(lái)
表示同一個(gè)設(shè)備，然后前者偏向于驅(qū)動(dòng)程序，后者偏向于設(shè)備管理（其實(shí)講到這點(diǎn)我就
已經(jīng)開(kāi)始暈頭轉(zhuǎn)向了，可能是在胡說(shuō)八道了）。
   更加重要的是，我在一個(gè)源碼中已經(jīng)找不到原來(lái)的操作/dev 目錄下設(shè)備文件的
file_operation數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)了，只能找到show,store這兩個(gè)操作屬性的函數(shù)，屬性在sysfs
中表現(xiàn)為文件，你說(shuō)調(diào)個(gè)屏幕分辨率，調(diào)個(gè)音量可以用操作屬性文件的方向，那么傳輸數(shù)據(jù)
到LCD屏呢？也能用用show store函數(shù)？對(duì)于進(jìn)程來(lái)說(shuō)，還是需要用read,write,ioctl函數(shù)吧。
還是需要操作 /dev下面的設(shè)備文件吧。可是我真的沒(méi)找在源代碼中找到第一段中講的任何代碼。
難道是設(shè)備模型幫我們做了這一切，請(qǐng)哪位好心人和我講解下。
除非上面的這兩個(gè)問(wèn)題，struct device 和struct cdev的區(qū)別與聯(lián)系，以及/dev文件的操
作代碼外，還有好多問(wèn)題，暫時(shí)就不貼出來(lái)了。估計(jì)回答了一兩個(gè)就能都理解了吧。
一百萬(wàn)分感謝

作者: 時(shí)間看來(lái) 時(shí)間: 2013-06-05 10:10
struct device 和struct cdev的區(qū)別與聯(lián)系：
我的理解是，Linux設(shè)備模型的低級(jí)部分（kobject，kset，subsystem）相當(dāng)于“基類(lèi)”，sysfs表述是他們的功能之一；Linux設(shè)備模型的高級(jí)部分（bus，device，device_driver）中，device，cdev是“子類(lèi)”。net_device中包含了device結(jié)構(gòu)。但是塊設(shè)備結(jié)構(gòu)gendisk中，我沒(méi)有找到device或者kobject，只有他們的指針？？？哎，搞不懂……

作者: asuka2001 時(shí)間: 2013-06-05 19:29
1. bus. device. device_driver:

面向的需求：更傾向于設(shè)備“物理”的一面，我們關(guān)心設(shè)備是通過(guò)什么總線連接進(jìn)系統(tǒng)，怎樣進(jìn)行設(shè)備的電源管理，怎么樣來(lái)處理設(shè)備的熱插拔，怎么樣從用戶(hù)空間來(lái)獲取這些信息。這一切的一切，跟設(shè)備的功能不相關(guān)，你在PCI總線上，我就認(rèn)為你是PCI設(shè)備，管你是網(wǎng)卡還是顯卡，還是啥其他的東西。

面向的用戶(hù)：更多直接和它們打交道的，是內(nèi)核中的其他子系統(tǒng)，而不是真正的用戶(hù)空間的程序。一般不同syscall打交道：如各種總線控制器，用戶(hù)空間完全無(wú)法訪問(wèn)，或者向cdev, block_device, net_device提供服務(wù)，間接服務(wù)于用戶(hù)空間的程序。

2. cdev, block_device, net_device：

面向的需求：對(duì)于用戶(hù)空間的程序而言，更大程度上期待的是設(shè)備的“功能”：我不管你是PCI設(shè)備還是USB設(shè)備，我只認(rèn)你是網(wǎng)卡，你就得讓我上網(wǎng)；是顯卡，就得讓我玩3D游戲；是U盤(pán)，你就得給我存數(shù)據(jù)。

面向的用戶(hù)：毫無(wú)疑問(wèn)，向用戶(hù)空間的程序提供指定的功能；如 open(), read(), write(), close(), ioctl()或socket()，send(),recv()等。。。一般直接向syscall負(fù)責(zé)（會(huì)通過(guò)VFS中轉(zhuǎn)）

作者: asuka2001 時(shí)間: 2013-06-05 19:52
本帖最后由 asuka2001 于 2013-06-05 20:32 編輯

以MTD設(shè)備為例吧：

driver/mtdchar.c向用戶(hù)空間注冊(cè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)，如/dev/mtd0，提供 struct file_operations mtd_fops。它是cdev，它提供的功能必須依賴(lài)于實(shí)際的物理設(shè)備 device，即 struct mtd_info (mtd_info有成員 struct device dev)。

從/dev/mtd0到struct mtd_info的映射是由設(shè)備節(jié)點(diǎn)號(hào)來(lái)完成，內(nèi)核在mtdchar_open()中調(diào)用mtd = get_mtd_device(NULL, devnum);來(lái)完成此映射。

mtd_info通過(guò)自身的接口，如
struct mtd_info {
....................
int (*_read) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
size_t *retlen, u_char *buf);
int (*_write) (struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len,
size_t *retlen, const u_char *buf);
.....................
}
來(lái)實(shí)際操作物理設(shè)備，假設(shè)是nand flash。mtd_info后面又要通過(guò)成員變量 priv映射到 struct nand_chip，通過(guò)它的成員方法

struct nand_chip {
.........................
void (*read_buf)(struct mtd_info *mtd, uint8_t *buf, int len);
void (*erase_cmd)(struct mtd_info *mtd, int page);
int (*write_page)(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,
const uint8_t *buf, int oob_required, int page,
int cached, int raw);
.........................
}
來(lái)最終將來(lái)自用戶(hù)空間的需求轉(zhuǎn)換為實(shí)際的設(shè)備操作。

而這些/dev/mtd0 --> mtd_info --> nand_chip映射，是通過(guò)注冊(cè)設(shè)備時(shí)設(shè)定好的。

作者: 鬼鬼一哈 時(shí)間: 2013-06-05 22:08
但是塊設(shè)備結(jié)構(gòu)gendisk中，我沒(méi)有找到device或者kobject，只有他們的指針？？？哎，搞不懂……
gendisk是通用塊層的東西，他只用負(fù)載從文件系統(tǒng)下發(fā)的指令，因此gd->fops = &sd_fops;以scsi設(shè)備為例，
scsi_disk->disk = gd;
struct scsi_device
struct scsi_disk
struct gendisk三者的關(guān)系你就明白了。

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