驱动程序中的文件操作和结构声明

Question

我试图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 *);

现在我也熟悉了，打开设备文件的原型是在 linux/fs.h 中定义的：

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

这是该链接中的特定行：

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？是否将dev_open的地址传递给linux/fs.h中定义的函数指针int (*open)？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？

在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是关于 C 而不是 Linux 内核。

结构或联合类型的成员不能具有函数类型，但它们可以具有指向函数的指针类型。例如，在 Linux 内核中，struct file_operations 的成员 open 需要使用 函数指针 类型声明：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，它们被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的指针 类型。因此，上述变量foo的定义完全等价于：

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

（别忘了也初始化.owner = THIS_MODULE,。）

在那里，函数指示符是一元&运算符的操作数，因此不会隐式转换为指向函数的指针类型，但&运算符是将它们显式地转换为 指向函数的指针 类型。

经过fops的上述初始化，rc = fops.open(inode, file);间接调用dev_open(inode, file)并将返回值赋给rc。有时您可能会看到这是用旧样式编写的：rc = (*fops.open)(inode, file);。他们都做同样的事情。函数调用运算符() 的操作数实际上始终是一个指向函数的指针。对于rc = (*fops.open)(inode, file);，fops.open 有一个指向函数的指针 类型。 (*fops.open) 将 fops.open 取消引用到 function 类型，但由于 (*fops.open) 是 函数指示符，它被隐式转换回 函数指针 在函数调用之前键入。类似地，在直接调用rc = dev_open(inode, file); 中，dev_open 是一个函数指示符，因此具有 function 类型，但在函数调用。