驱动程序中的文件操作和结构声明

Question

我正在尝试弄清楚基本内核驱动程序背后的代码是如何工作的。

我有以下结构：

    static struct file_operations fops =
{
   .open = dev_open,
   .read = dev_read,
   .write = dev_write,
   .release = dev_release,
};

而我的 dev_open 函数定义为：

static int     dev_open(struct inode *, struct file *);

现在我也知道打开设备文件的原型定义在linux/fs.h:

http://lxr.linux.no/linux+v3.10/include/linux/fs.h#L1517

这是link中的特定行：

int (*open) (struct inode *, struct file *);

现在我的问题是 .open = dev_open, 和 int (*open) (struct inode *, struct file *); 之间的关系是什么这是在 linux/fs.h 中定义的？是把dev_open的地址传递给linux/fs.h中定义的函数指针int (*open)吗？一定有某种关系，或者将 struct fops 定义为“文件操作”类型有什么意义？

这里提出并回答了一个类似的问题，但我觉得我的问题被遗漏了： File operations in drivers

谢谢

Answer 1

我认为这个问题更多的是关于 C 而不是 Linux 内核。

结构或联合类型的成员不能有函数类型，但它们可以有指向函数的指针类型。例如，在Linux内核中，struct file_operations的open成员需要声明为指向函数类型的指针：int (*open)(struct inode *, struct file *);.将成员声明为 int open(struct inode *, struct file *); 是错误的。

在Linux内核代码中的这个变量定义中：

static struct file_operations fops =
{
   .open = dev_open,
   .read = dev_read,
   .write = dev_write,
   .release = dev_release,
};

顺便说一句，上面的 owner 成员通常应该像这样初始化：

   .owner = THIS_MODULE,

表达式 dev_open、dev_read、dev_write 和 dev_release 是 函数指示符 用作 赋值表达式来初始化fops的成员。函数指示符是具有 function 类型的表达式。除非它是 sizeof、_Alignof 或一元运算符 & 的操作数，否则函数指示符将转换为 指向函数 类型的指针。因此，上面定义的变量foo正好等价于：

static struct file_operations fops =
{
   .open = &dev_open,
   .read = &dev_read,
   .write = &dev_write,
   .release = &dev_release,
};

（别忘了还要初始化 .owner = THIS_MODULE,。）

在那里，函数指示符是一元运算符 & 的操作数，因此不会转换为 指向函数的指针 隐式类型，但 & 运算符将它们转换为 指向函数的指针 显式类型。

在fops的上述初始化后，rc = fops.open(inode, file);间接调用dev_open(inode, file)并将return值赋给rc。有时您可能会看到用旧样式写的：rc = (*fops.open)(inode, file);。他们都做同样的事情。函数调用运算符 ( ) 的操作数实际上总是指向函数的指针。在 rc = (*fops.open)(inode, file); 的情况下，fops.open 有一个 指向函数 类型的指针。 (*fops.open) 将 fops.open 取消引用为 function 类型，但由于 (*fops.open) 是 function designator 它被隐式转换回到函数调用前的 指向函数 类型的指针。同样，在直接调用 rc = dev_open(inode, file); 中，dev_open 是函数指示符，因此具有 function 类型，但被隐式转换为 pointer在函数调用之前输入函数。

驱动程序中的文件操作和结构声明

File operation in drivers and struct declaration

driver

kernel-module

linux-device-driver