《计算机操作系统原理－Linux实例分析》课件第6章.pptVIP

int(*flush)(structfile*);

int(*release)(structinode*，structfile*);

int(*fsync)(structfile*，structdentry*，intdatasync);

int(*fasync)(int，structfile*，int);

int(*lock)(structfile*，int，structfile_lock*);

ssize_t(*readv)(structfile*，conststructiovec*，unsignedlong，loff_t*);

ssize_t(*writev)(structfile*，conststructiovec*，unsignedlong，loff_t*); ssize_t(*sendpage)(structfile*，structpage*，int，size_t，loff_t*，int);

unsignedlong(*get_unmapped_area)(structfile*，unsignedlong，unsignedlong，unsignedlong，

unsignedlong);

}；在字符设备转换表中，每个表项对应一种字符设备的驱动程序，所以字符设备转换表实质上是驱动程序的注册表。因为使用同一个驱动程序的每种设备有一个唯一的主设备号，所以转换表(注册表)的每个表项与一个主设备号对应。chrdevs[]数组的下标值就是主设备号。在Linux中，正是使用主设备号来对转换表数组进行索引。

device_struct结构中有指向file_operations结构的指针f_ops。file_operations结构中的函数指针指向设备驱动程序的服务例程。fileoperations结构体是各种不同设备驱动程序都可以使用的统一接口，对不同的设备可以配备其中全部或部分操作函数，不使用的函数指针置为null。

因为file_operation结构中的成员几乎全部是函数指针，所以实质上就是函数跳转表(或设备转换表)。每个进程对设备的操作都会根据主、次设备号，转换成对file_operation结构的访问。常用的操作包括以下几种：

(1)?lseek：移动文件指针的位置，只能用于可以随机存取的设备。(2)?read：进行读操作，参数buf为存放读取结果的缓冲区，count为所要读取的数据长度。返回值为负，表示读取操作发生错误；否则，返回实际读取的字节数。对于字符型，要求读取的字节数和返回的实际读取字节数都必须是inode_i_blksize的倍数。

(3)?write：进行写操作，与read类似。

(4)?readdir：取得下一个目录入口点，只有与文件系统相关的设备程序才使用。

(5)select：进行选择操作。如果驱动程序没有提供select入口，select操作会认为设备已经准备好进行任何I/O操作。(6)ioctl：该函数是特殊的控制函数，进行读、写以外的其他操作，可以通过它向设备传递控制信息或从设备取得状态信息。

(7)?mmap：用于把设备的内容映射到地址空间，一般只有块设备驱动程序使用。

(8)open：打开设备准备进行I/O操作。返回0表示打开成功，返回负数表示失败。如果驱动程序没有提供open入口，则只要/dev/driver文件存在就认为打开成功。

(9)?release：close操作。在用户自己的驱动程序中，首先要根据驱动程序的功能，完成file_operation结构中的函数实现。不需要的函数接口可以直接在file_operation结构中初始化为null。file_operation变量会在驱动程序初始化时注册到系统内部。当操作系统对设备操作时，会调用驱动程序注册的file_operation结构中的函数指针。当应用程序对设备文件进行诸如open、close、read、write等操作时，Linux内核将通过file_operations结构访问驱动程序提供的函数。例如，当应用程序对设备文件执行读操作时，内核将调用file_operations结构中的read函数。在打开一个设备文件时，由主设备号就可以找到设备驱动程序。图6.17给出了Linux字符设备转换表的示意图。图6.17字符设备转换表的示意图从以上块设备及字符设备转换表的定义可知，转换表中定义了逻辑I/O层和设备驱动程序之间的抽象接口。一个设备的主设备号就代表该设备驱动程序在其相应转换表中的索引值。也就