【整理】--【字符设备】cdev_init()/cdev_alloc(),cdev_add(),cdev_del()

(1)

内核中每个字符设备都对应一个 cdev结构的变量，下面是它的定义：

linux-2.6.22/include/linux/cdev.h

struct cdev {

struct kobject kobj;          // 每个 cdev都是一个 kobject

struct module *owner;       //指向实现驱动的模块

const struct file_operations *ops;   // 操纵这个字符设备文件的方法

struct list_head list;       // 与 cdev对应的字符设备文件的inode->i_devices的链表头

dev_t dev;                  // 起始设备编号

unsigned int count;       // 设备范围号大小

};

(2)

初始化的两种方式：cdev_init() , cdev_allonc()

一个 cdev一般它有两种定义初始化方式：静态的和动态的。

静态内存定义初始化：

struct cdev my_cdev;

cdev_init(&my_cdev, &fops);

my_cdev.owner = THIS_MODULE;

动态内存定义初始化：

struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();

my_cdev->ops = &fops;

my_cdev->owner = THIS_MODULE;

两种使用方式的功能是一样的，只是使用的内存区不一样，一般视实际的数据结构需求而定。

下面贴出了两个函数的代码，以具体看一下它们之间的差异。

struct cdev *cdev_alloc(void)

{

struct cdev *p = kzalloc(sizeof(struct cdev), GFP_KERNEL);

if (p) {

INIT_LIST_HEAD(&p->list);

kobject_init(&p->kobj, &ktype_cdev_dynamic);

}

return p;

}

void cdev_init(struct cdev *cdev, const struct file_operations *fops)

{

memset(cdev, 0, sizeof *cdev); 注1；

INIT_LIST_HEAD(&cdev->list);

kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default);

cdev->ops = fops;

}

由此可见，两个函数完成的功能基本一致，只是 cdev_init()还多赋了一个 cdev->ops的值。

这里需要注意的是kzalloc后的空间是不需要再执行memset的，因为它本身就包含了这个操作。而memset一般作用在已经存在的空间上。

由此基本上对这两个函数有了一个基本的概念：cdev_alloc函数针对于需要空间申请的操作，而cdev_init针对于不需要空间申请的操作；因此如果你定义的是一个指针，那么只需要使用cdev_alloc函数并在其后做一个ops的赋值操作就可以了；如果你定义的是一个结构体而非指针，那么只需要使用cdev_init函数就可以了。

看到有些代码在定义一个指针后使用了cdev_alloc函数，紧接着又使用了cdev_init函数，这个过程不会出现错误，但只是做了一些重复的无用工作，其实完全可以不需要的。

(3)

初始化cdev后，需要把它添加到系统中去。为此可以调用 cdev_add()函数。传入 cdev结构的指针，起始设备编号，以及设备编号范围。

Synopsis

　　int fsfunc cdev_add(struct cdev *p , dev_t dev , unsigned count);

Arguments

　　p  :　the cdev structure for the device

　　dev  :  the first device number for which this device is responsible

　　count  :  the number of consecutive minor numbers corresponding to this device

Description

　　cdev_add adds the device represented by p to the system, making it live immediately. A negative error code is returned on failure.

int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev,unsigned count)

{

p->dev = dev;

p->count = count;

return kobj_map(cdev_map, dev, count, NULL, exact_match, exact_lock, p);

}

关于kobj_map()函数就不展开了，我只是大致讲一下它的原理。内核中所有的字符设备都会记录在一个 kobj_map结构的 cdev_map变量中。这个结构的变量中包含一个散列表用来快速存取所有的对象。kobj_map()函数就是用来把字符设备编号和 cdev结构变量一起保存到 cdev_map这个散列表里。当后续要打开一个字符设备文件时，通过调用 kobj_lookup()函数，根据设备编号就可以找到cdev结构变量，从而取出其中的ops字段。

(4)

当一个字符设备驱动不再需要的时候（比如模块卸载），就可以用 cdev_del()函数来释放 cdev占用的内存。

Name

　　cdev_del — remove a cdev from the system

Synopsis

　　void fsfunc cdev_del( struct cdev * p);

Arguments

　　p　:　the cdev structure to be removed

Description

cdev_del removes p from the system, possibly freeing the structure itself.

void cdev_del(struct cdev *p)

{

cdev_unmap(p->dev, p->count);

kobject_put(&p->kobj);

}

其中cdev_unmap()调用 kobj_unmap()来释放 cdev_map散列表中的对象。kobject_put()释放 cdev结构本身。

注1：

Memset  用来对一段内存空间全部设置为某个字符，一般用在对定义的字符串进行初始化为‘ ’或‘/0’；

例:chara[100];memset(a, '/0', sizeof(a));

memcpy  用来做内存拷贝，你可以拿它拷贝任何数据类型的对象，可以指定拷贝的数据长度。

例：chara[100],b[50]; memcpy(b, a, sizeof(b));注意如用sizeof(a)，会造成b的内存地址溢出。

Strcpy   就只能拷贝字符串了，它遇到'/0'就结束拷贝。

例：chara[100],b[50];strcpy(a,b);如用strcpy(b,a)，要注意a中的字符串长度（第一个‘/0’之前）是否超过50位，如超过，则会造成b的内存地址溢出。

memset主要应用是初始化某个内存空间。

memcpy是用于copy源空间的数据到目的空间中。

strcpy用于字符串copy,遇到‘/0’，将结束。