Linux 应用层open调用驱动层open过程

内核版本：3.0.8

open、close、read、write、ioctl等等都是类似。

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驱动层：

struct file_operations fops = 
{
	.open = xxx_open,
	.release = xxx_close,
	.read = xxx_read,
	.write = xxx_write,
	...
};
struct cdev {
	struct module *owner;
	const struct file_operations *ops; //文件操作对象
	struct list_head list; 
	dev_t dev; //设备号
	...
};

// 申请设备号，创建文件操作结构体 struct file_operations fops

static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name, const struct file_operations *fops)；

// 创建字符设备对象结构体 struct cdev，将 fops 赋值给 cdev

struct cdev *cdev;

cdev->ops = fops;

// 将设备号赋值给 cdev， 将 cdev 注册到链表cdev_map

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

p->dev = dev;

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

// cdev 结构体中包含 file_operations 和 设备号 dev_t。

// 创建字符设备类

struct class *__class_create(struct module *owner, const char *name, struct lock_class_key *key)；

// 在类中创建一个设备， /dev 目录下会生成一个文件，名称为 led

// 系统自动为此文件分配 inode 节点（linux系统是通过 inode 节点来查找文件），节点中包含此字符设备的设备号 dev_t

struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent, dev_t devt, void *drvdata,"led")；

// 每一个文件都有一个inode
struct inode {
	umode_t			i_mode;//就是权限
	uid_t			i_uid; //用户
	gid_t			i_gid; //用户组
	dev_t			i_rdev; //设备号
	loff_t			i_size; //大小
	...			...
}

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应用层：

// 打开驱动中创建的设备，open 会调用VFS层中的 sys_open();

int open("/dev/led", int flags, mode_t mode);

// 调用 sys_open() 的过程，详见 http://blog.csdn.net/hxmhyp/article/details/22699669 ，感谢这位朋友细心讲解

SYSCALL_DEFINE3(open, const char __user *, filename, int, flags, int, mode)；

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VFS层：

// open会调用内核中的 sys_open()，这个函数是经过变换得来的，参数与open完全吻合

// 参数1：函数名，

// 参数2：文件名类型

// 参数3：文件名

// 参数4：打开标志类型

// 参数5：打开文件标志

// 参数6：文件权限类型

// 参数7：文件权限

int sys_open(open, const char __user *, filename, int, flags, int, mode)

// 每个文件都对应一个 struct file 结构体，打开一个文件，系统都会将 struct file 添加到 struct fdtable 的数组中

struct fdtable {
	unsigned int max_fds;
	struct file __rcu **fd;      /* current fd array */
	fd_set *close_on_exec;
	fd_set *open_fds;
	struct rcu_head rcu;
	struct fdtable *next;
};

// 返回的文件描述符就是此文件的 struct file 在数组中的下标，从3开始（stdin-0 stdout-1 stderr-2）

struct file {
	struct path		f_path;		// 文件路径
	const struct file_operations	*f_op;  // 文件操作对象
	unsigned int 		f_flags;	//文件标志
	fmode_t			f_mode;		// 文件权限
	loff_t			f_pos;		// 文件当前偏移量
	void			*private_data;	// 私有数据
	...			...
}

// 通过 struct file 中的文件路径 f_path 得到文件的 inode 节点

long do_sys_open(int dfd, const char __user *filename, int flags, int mode)

static inline void fsnotify_open(struct file *file)

struct path *path = &file->f_path;

struct inode *inode = path->dentry->d_inode;

// 通过 inode 节点获取文件设备号

// 遍历 cdev 链表，获取设备号，与此文件的设备号相同表示匹配成功

// 将匹配成功的 cdev 结构体中的 file_operations 赋值给此文件的 struct file，从而关联到驱动层中的 xxx_open

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// 应用层	--->   	驱动层
// open		--->	xxx_open
// close	--->	xxx_open
// read		--->	xxx_open
// write	--->	xxx_open

ps：以上的缩进都表示包含于上一个函数中之内。