内核探测与字符设备文件操作：数据传递的最佳实践是什么？

Linux

2024-03-16 06:24:52

内核探测与字符设备文件操作：数据传递最佳实践

作为一名经验丰富的程序员和技术作家，我经常在代码库中遇到将数据从内核探测传递到字符设备文件操作的问题。解决此问题的方法有多种，但并非所有方法都同样可取。

避免全局变量

全局变量是存储从探测传递的数据的常见做法，但不推荐使用。它们带来以下问题：

可见性范围太大： 全局变量可在内核的任何地方访问，可能导致意外修改或冲突。
模块化不佳： 全局变量会阻碍代码模块化和重用。
并发问题： 多个并行任务可同时访问全局变量，可能导致数据竞争和不一致性。

推荐方法：使用私有数据

传递数据的最佳方法是使用设备结构中的私有数据。这可确保数据仅限于特定字符设备实例，并避免与全局变量相关的问题。

步骤：

在设备结构中定义私有数据： 声明一个指向私有数据的指针。
在探测期间初始化私有数据： 在探测期间，在分配设备结构时初始化私有数据。
在文件操作中访问私有数据： 通过设备结构，可在字符设备文件操作的回调函数中访问私有数据。

示例：

struct my_device {
    struct device *dev;
    void *private_data;
};

static int my_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct my_device *dev;

    dev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
    if (!dev)
        return -ENOMEM;

    // 初始化私有数据
    dev->private_data = /* ... */;

    platform_set_drvdata(pdev, dev);

    return 0;
}

static int my_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct my_device *dev;

    // 从设备结构获取私有数据
    dev = platform_get_drvdata(inode->i_cdev->dev);

    // 使用私有数据...

    return 0;
}

static const struct file_operations my_fops = {
    .open = my_open,
    // 其他文件操作...
};