struct cdev 与struct device

陈九CU

          这两天看linux设备模型看得我稀里糊涂了。
在我以前看的资料中，通过inode的成员struct cdev *i_cdev找到字符设备，
字符设备中有struct kobject kobj;struct file_operation *ops;等成员；
file_operation里包含了所有操作文件（这里是设备文件）函数的指针。漏讲了
主设备号和次设备号分别标识驱动程序和设备。感觉条理非常清楚。
       现在来了个linux设备模型。一下子就把我给打晕了，先是
struct cdev 和struct device，这两个数据结构我是认为通过共享相同的kobject来
表示同一个设备，然后前者偏向于驱动程序，后者偏向于设备管理（其实讲到这点我就
已经开始晕头转向了，可能是在胡说八道了）。
      更加重要的是，我在一个源码中已经找不到原来的操作/dev 目录下设备文件的
file_operation数据结构了，只能找到show,store这两个操作属性的函数，属性在sysfs
中表现为文件，你说调个屏幕分辨率，调个音量可以用操作属性文件的方向，那么传输数据
到LCD屏呢？也能用用show store函数？对于进程来说，还是需要用read,write,ioctl函数吧。
还是需要操作 /dev下面的设备文件吧。可是我真的没找在源代码中找到第一段中讲的任何代码。
难道是设备模型帮我们做了这一切，请哪位好心人和我讲解下。
   除非上面的这两个问题，struct device 和struct cdev的区别与联系，以及/dev文件的操
作代码外，还有好多问题，暂时就不贴出来了。估计回答了一两个就能都理解了吧。
   一百万分感谢

时间看来

struct device 和struct cdev的区别与联系：
我的理解是，Linux设备模型的低级部分（kobject，kset，subsystem）相当于“基类”，sysfs表述是他们的功能之一；Linux设备模型的高级部分（bus，device，device_driver）中，device，cdev是“子类”。net_device中包含了device结构。但是块设备结构gendisk中，我没有找到device或者kobject，只有他们的指针？？？哎，搞不懂……

asuka2001

1. bus. device. device_driver:

面向的需求：更倾向于设备“物理”的一面，我们关心设备是通过什么总线连接进系统，怎样进行设备的电源管理，怎么样来处理设备的热插拔，怎么样从用户空间来获取这些信息。这一切的一切，跟设备的功能不相关，你在PCI总线上，我就认为你是PCI设备，管你是网卡还是显卡，还是啥其他的东西。

面向的用户：更多直接和它们打交道的，是内核中的其他子系统，而不是真正的用户空间的程序。一般不同syscall打交道：如各种总线控制器，用户空间完全无法访问，或者向cdev, block_device, net_device提供服务，间接服务于用户空间的程序。


2. cdev, block_device, net_device：

面向的需求：对于用户空间的程序而言，更大程度上期待的是设备的“功能”：我不管你是PCI设备还是USB设备，我只认你是网卡，你就得让我上网；是显卡，就得让我玩3D游戏；是U盘，你就得给我存数据。

面向的用户：毫无疑问，向用户空间的程序提供指定的功能；如 open(), read(), write(), close(), ioctl()或socket()，send(),recv()等。。。一般直接向syscall负责（会通过VFS中转）

asuka2001

以MTD设备为例吧：

driver/mtdchar.c向用户空间注册设备节点，如/dev/mtd0，提供 struct file_operations mtd_fops。它是cdev，它提供的功能必须依赖于实际的物理设备 device，即 struct mtd_info (mtd_info有成员 struct device dev)。

从/dev/mtd0到struct mtd_info的映射是由设备节点号来完成，内核在mtdchar_open()中调用mtd = get_mtd_device(NULL, devnum);来完成此映射。

mtd_info通过自身的接口，如
struct mtd_info {
....................
        int (*_read) (struct mtd_info *mtd, loff_t from, size_t len,
                      size_t *retlen, u_char *buf);
        int (*_write) (struct mtd_info *mtd, loff_t to, size_t len,
                       size_t *retlen, const u_char *buf);
.....................
}
来实际操作物理设备，假设是nand flash。mtd_info后面又要通过成员变量 priv映射到 struct nand_chip，通过它的成员方法

struct nand_chip {
.........................
        void (*read_buf)(struct mtd_info *mtd, uint8_t *buf, int len);
        void (*erase_cmd)(struct mtd_info *mtd, int page);
        int (*write_page)(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *chip,
                        const uint8_t *buf, int oob_required, int page,
                        int cached, int raw);
.........................
}
来最终将来自用户空间的需求转换为实际的设备操作。

而这些/dev/mtd0 --> mtd_info --> nand_chip映射，是通过注册设备时设定好的。

鬼鬼一哈

但是块设备结构gendisk中，我没有找到device或者kobject，只有他们的指针？？？哎，搞不懂……
gendisk是通用块层的东西，他只用负载从文件系统下发的指令，因此gd->fops = &sd_fops;以scsi设备为例，
scsi_disk->disk = gd;
struct scsi_device
struct scsi_disk
struct gendisk三者的关系你就明白了。