陈莉君

   最近，西邮Linux兴趣小组的同学在学习Linux驱动程序的过程中，感到2.6内核的设备驱动模型错综复杂。而实际上，我查阅了相关的资料，包括《Understanding The Linux Kernel》  和《Linux Kernel development 》
两本书上的讲述，当时翻译这部分的时候，就觉得作者也没有完全说清楚，再在网上查阅相关资料，大都讲的都似是而非。面对这样有­挑战性的问题，是绕过去，仅仅模仿着驱动程序的框架，还是，深入进去，追究个所以然？
   目前，既然大家都卡在这个问题上，那么，我们干脆像庖丁一样，深入内部，理清十几个对象之间复杂的关系。如果，能把这种基础性的框架搞清楚，就像我们打扎实高楼­的地基，不仅让大家以后再阅读其他源代码会有除却巫山的感觉，还会为国内的驱动程序开发者提供最基础的中文参考资料。   99年，我和我学生们，从对内核的一无所知开始分析，阅读了大量的源代码，写出了国内第一本《Linux操作系统源代码分析》一书，那本书曾被指定为中科院考博­参考书。Everiything is possible!
设备驱动模型涉及的相关对象：
file结构体
inode结构体
devfs设备文件系统
udev设备文件系统
sysfs文件系统
kobject内核对象
kobj_type结构体
kset结构体
sybsystem结构体
device结构体
device_driver结构体
class结构体
class_device结构体
class_interface结构体

面对如此众多的结构体，从何入手，怎样进去？在此建议，还是从kobject这个核心结构体着手，从读kobject.h源代码走入。




[ 本帖最后由 陈莉君 于 2008-7-20 16:25 编辑 ]

陈莉君

在kobject.h中有这样的宏定义：

185  #define decl_subsys(_name,_type,_uevent_ops) \
186  struct kset _name##_subsys = { \
187        .kobj = { .name = __stringify(_name) }, \
188        .ktype = _type, \
189        .uevent_ops =_uevent_ops, \
190}


其中 “_name##_subsys ”是什么含义？ 实际上，"_name“是参数,"##"是字符串连接符,因此,上面就是申明了一个类型为 Struct kset，并以_subsys结尾的任意实例，例如：

struct kset  decive##_subsys ={...

}

陈莉君

在驱动程序开发中，经常遇到container_of()宏：

/**
312 * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure
313 * @ptr:        the pointer to the member.
314 * @type:       the type of the container struct this is embedded in.
315 * @member:     the name of the member within the struct.
316 *
317 */



#define container_of(ptr, type, member) ({                    \        
        const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); -\
        (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})

container_of()宏的功能是什么？

指针ptr指向结构体type中的成员member；通过指针ptr，返回结构体type的起始地址。
          type
      |----------|
      |          |
      |          |
      |----------|
ptr-->| member --|
      |----------|
      |          |
      |          |
      |----------|

其中offsetof宏定义在[include/linux/stddef.h]中定义为：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

这里，要说明的是，((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)把0地址转化为TYPE结构的指针，然后获取该结构中MEMBER成员的指针，并将其强制转换为size_t类型。于是，由于结构从0地址开始定义，因此，这样求出的MEMBER成员地址，实际上就是它在结构中的偏移量。这也显示出了C语言中指针的强大。因为，在某个体系结构下实现的libc，结构中各个成员的偏移总是可以预见的。

基于以上分析，大家分析container_of()为什么实现了那样的功能。

分析可知__mptr指向的是一个type结构里typeof(((type *)0)->member)类型member成员的指针，offsetof(type,member)是这个成员在结构中的偏移，单位是字节，所以为了计算type结构的起始地址，__mptr减去它自己的偏移。





[ 本帖最后由 陈莉君 于 2008-7-20 17:12 编辑 ]

niutao0602

刚才看到您说是取得member成员的地址，我还以为是我没看清，又看了一下http://blog.csdn.net/hotsolaris/archive/2007/10/14/1823808.aspx
肯定了是取得type的指针，就象您解释的那样。

reboot

羡慕西邮的同学们，有陈老师带队，幸福啊！

niutao0602

这些天我们基本把这些结构分析了一下，每个人都将分析写在博客中了，有兴趣的可以到我们的博客圈看看：
http://blog.chinaunix.net/group/group_1488.html

niutao0602

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