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目前，我正在学习 Linux 设备驱动程序。并且对打开设备文件的工作方式感到困惑？

到目前为止我得到了什么......考虑一个打开普通文件的简单代码......

#incldue<stdio.h>
int main() {
   FILE fp;
   char buffer[20];
   fp = fopen(/home/yoggi/foo.txt, "r");
   fread(buffer, 5, 1, fp);
}

在上面的程序中，c-library 函数 fopen() 是系统调用open()的包装函数，它在 VFS 层函数中调用sys_open() 或 file_open() 。由于 linux 支持许多文件系统，虚拟文件​​系统然后将控制权转移到实际文件系统处理程序以打开该文件。

1) How does virtual file system(VFS) get to know on which file system the 
   underline file resides?
2) How does it then calls the file_open or open function of that particular
   filesystem to open file.

如果设备驱动程序发生类似的事情。假设一个简单的设备驱动程序。

#include <linux/module.h>
// othher includes... 
static dev_t first; // Global variable for the first device number 
static struct cdev c_dev; // Global variable for the character device structure
static struct class *cl; // Global variable for the device class
static int my_open(struct inode *i, struct file *f)
{
   printk(KERN_INFO "Driver: open()\n");
   return 0;
} 
static ssize_t my_read(struct file *f, char __user *buf, size_t len, loff_t *off)
{
   printk(KERN_INFO "Driver: read()\n");
   return 0;
}
struct file_operations pugs_fops =
{
 .owner = THIS_MODULE,
 .open = my_open,
 .read = my_read,
};

static int __init ofcd_init(void) /* Constructor */
{
  printk(KERN_INFO "Namaskar: ofcd registered");
  if (alloc_chrdev_region(&first, 0, 1, "Shweta") < 0)
  {
    return -1;
  }
  if ((cl = class_create(THIS_MODULE, "chardrv")) == NULL)
  {
     unregister_chrdev_region(first, 1);
     return -1;
 }
 if (device_create(cl, NULL, first, NULL, "mynull") == NULL)
 {
    class_destroy(cl);
    unregister_chrdev_region(first, 1);
    return -1;
 }
   cdev_init(&c_dev, &pugs_fops);
 if (cdev_add(&c_dev, first, 1) == -1)
 {
   device_destroy(cl, first);
   class_destroy(cl);
   unregister_chrdev_region(first, 1);
   return -1;
 }
  return 0;
}

static void __exit ofcd_exit(void) /* Destructor */
{
 cdev_del(&c_dev);
 device_destroy(cl, first);
 class_destroy(cl);
 unregister_chrdev_region(first, 1);
 printk(KERN_INFO "Alvida: ofcd unregistered");
} 
module_init(ofcd_init);
module_exit(ofcd_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Anil Kumar Pugalia <email_at_sarika-pugs_dot_com>");
MODULE_DESCRIPTION("Our First Character Driver");

首先，我们为设备分配主要次要编号。注册设备文件的范围并将设备文件操作链接到设备驱动程序函数。

我没有得到的一些术语是..

1) What does actually cdev_add() do? in terms of registering a device to the 
   kernel.
2) Registering a device to the kernel means?
3) How does a open(/dev/mynull, O_RONLY); called on a device file actually calls 
   the open function of driver which is mapped while initializing the device 
   by calling routine cdev_init(&c_dev, &pugs_fops); ?
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1 回答 1

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1）虚拟文件系统（VFS）如何知道下划线文件驻留在哪个文件系统上？

您必须通过完整路径名（或当前工作目录）指定您尝试打开的文件。
因此，通过向后遍历此目录路径，与挂载点的第一个匹配项（最深路径）将提供挂载的文件系统、文件系统的类型和设备。

每个文件系统在挂载时都会提供此信息并保存在挂载表中。您可以使用该命令
查看此（当前状态）信息。mount

2）然后它如何调用该特定文件系统的 file_open 或 open 函数来打开文件。

一旦知道文件系统，ops就可以检索该 fs 的结构，并且open()可以调用入口点。

1) cdev_add() 实际上是做什么的？在将设备注册到内核方面。

驱动程序注册（例如cdev_init()对于字符设备）安装驱动程序的ops结构，该结构列出了驱动程序可以执行的功能的入口点。
cdev_add()通知内核驱动程序可以控制该字符设备类型的特定实例。该设备实例被分配了一个次要编号，该次编号将设备名称关联/dev到驱动程序中的状态信息。
请注意，除 char 以外的设备类型（例如网络或平台（总线）设备）属于不同的子系统，并使用不同的注册过程。

2）将设备注册到内核意味着什么？

现在已启用对该设备的访问。

3) 如何打开(/dev/mynull, O_RONLY); 在设备文件上调用实际上调用了驱动程序的打开函数，该函数在初始化设备时通过调用例程 cdev_init(&c_dev, &pugs_fops); ?

驱动程序的init()例程应该只在加载驱动程序时调用一次。该例程应该探测设备所有实例的存在和操作状态。应获取中断线、DMA 通道和 I/O 端口和/或内存空间等资源。驱动程序向内核注册其ops结构。驱动程序向内核注册设备的每个实例。

用户空间中的open()调用由 C 库处理。/dev设备名称被转换为设备主编号（它标识哪个设备子系统或类，例如tty或音频，必须处理请求）和次编号（它标识要使用哪个设备驱动程序以及访问哪个设备实例）。处理器切换到管理模式，以便open()可以调用内核驱动程序的例程，该例程从驱动程序的ops结构中检索。有关ops结构的更多信息，请参见this other answer。

于 2013-01-25T00:37:56.827 回答