c - Linux 如何将设备文件与设备驱动程序链接起来？ open() 系统调用最终会调用设备驱动程序代码吗？

Question

我有一个关于Linux设备文件和驱动程序的问题，我目前的理解如下:

1. 当用户在某个设备文件上调用open() 时，内核会在某个时间点向设备文件的inode 请求 read()/write() 函数。

2. 设备文件是之前udev根据/sys文件夹下的设备创建的，即设备的inode文件应该有 i_fop 字段指向知道如何与设备对话的函数，例如 read/write/mmap/ioctl/poll。这意味着每个设备文件的 inode->i_fop 字段应该指向不同的 file_operations 结构。

如果是这样，设备驱动程序将提供这些read()/write() 函数，可能是完整的file_operations 结构，包括read/write/mmap/ioctl等

现在，ULK 说(在设备文件的 open() 系统调用的描述中)“设置 inode 对象的 i_fop 字段根据设备文件的类型，到 def_blk_fops 或 def_chr_fops 文件操作表的地址。”这意味着所有 block 设备文件都具有相同的read()/write() 函数，但是用户如何与不同 设备通信？

我还检查了 device_driver 结构，确实没有地方可以存储文件访问函数，所以 open() 系统调用究竟是如何使用那么设备特定的驱动程序呢？如果不在 device_driver 中，设备特定的操作功能在哪里？

Answer 1

以下适用于开启角色特殊装置。

当文件打开时，inode 对象的 i_fop 指针被复制到文件对象的 f_op 指针。对于字符特殊设备，这指向 def_chr_fops。 def_chr_fops.open指向chrdev_open，所以chrdev_open(inode, filp)在打开任何字符特殊设备时被调用。

chrdev_open 查看其已注册的 struct cdev 对象集，这些对象将 inode 的主/次编号(组合成一个 dev_t 编号)映射到一个特定的注册 struct cdev。如果未找到匹配的 struct cdev，则返回 -ENXIO。否则，它将文件对象中的 f_op 指针替换为 struct cdev 中的 ops 指针，该指针由驱动程序为字符设置特殊装置。

如果文件对象的f_op->open 不为空，则调用它并由chrdev_open 返回其返回值。否则，此字符特殊设备不需要特殊的“打开”处理，并返回 0。

如果 chrdev_open 返回 0，则文件对象处于“打开”状态并且其 f_op 指针指向特定于驱动程序的文件操作。 open 系统调用最终将返回一个文件描述符。如果 chrdev_open 返回一个负的 errno 值，文件对象将被销毁，open 系统调用将返回 -1 并且 errno 将根据chrdev_open 的返回值。