linux核心cdev_init系列函數

核心中每個字元裝置都對應一個 cdev 結構的變數，下面是它的定義：

linux-2.6.22/include/linux/cdev.h
struct cdev {
struct kobject kobj;          // 每個 cdev 都是一個 kobject
struct module *owner;       // 指向實現驅動的模組
const struct file_operations *ops;   // 操縱這個字元裝置檔案的方法
struct list_head list;       // 與 cdev 對應的字元裝置檔案的 inode->i_devices 的鏈表頭
dev_t dev;                   // 起始裝置編號
unsigned int count;       // 裝置範圍號大小
};

一個 cdev 一般它有兩種定義初始化方式：靜態和動態。
靜態記憶體定義初始化：
struct cdev my_cdev;
cdev_init(&my_cdev, &fops);
my_cdev.owner = THIS_MODULE;

動態記憶體定義初始化：
struct cdev *my_cdev = cdev_alloc();
my_cdev->ops = &fops;
my_cdev->owner = THIS_MODULE;

兩種使用方式的功能是一樣的，只是使用的記憶體區不一樣，一般視實際的資料結構需求而定。

下面貼出了兩個函數的代碼，以具體看一下它們之間的差異。
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);
INIT_LIST_HEAD(&cdev->list);
kobject_init(&cdev->kobj, &ktype_cdev_default);
cdev->ops = fops;
}
由此可見，兩個函數完成都功能基本一致，只是 cdev_init() 還多賦了一個 cdev->ops 的值。

初始化 cdev 後，需要把它添加到系統中去。為此可以調用 cdev_add() 函數。傳入 cdev 結構的指標，起始裝置編號，以及裝置編號範圍。
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);
}

關於 kobj_map() 函數就不展開了，我只是大致講一下它的原理。核心中所有都字元裝置都會記錄在一個 kobj_map 結構的 cdev_map 變數中。這個結構的變數中包含一個散列表用來快速存取所有的對象。kobj_map() 函數就是用來把字元裝置編號和 cdev 結構變數一起儲存到 cdev_map 這個散列表裡。當後續要開啟一個字元裝置檔案時，通過調用 kobj_lookup() 函數，根據裝置編號就可以找到 cdev 結構變數，從而取出其中的 ops 欄位。

當一個字元裝置驅動不再需要的時候（比如模組卸載），就可以用 cdev_del() 函數來釋放 cdev 佔用的記憶體。
void cdev_del(struct cdev *p)
{
cdev_unmap(p->dev, p->count);
kobject_put(&p->kobj);
}
其中 cdev_unmap() 調用 kobj_unmap() 來釋放 cdev_map 散列表中的對象。kobject_put() 釋放 cdev 結構本身。