驅(qū)動(dòng)程序就是向下控制硬件，向上提供接口，這里的向上提供的接口最終對(duì)應(yīng)到應(yīng)用層有三種方式：設(shè)備文件，/proc，/sys，其中最常用的就是使用設(shè)備文件，而Linux設(shè)備中用的最多的就是字符設(shè)備，本文就以字符設(shè)備為例來分析創(chuàng)建并打開一個(gè)字符設(shè)備的文件內(nèi)部機(jī)制。

struct inode

Linux中一切皆文件，當(dāng)我們?cè)贚inux中創(chuàng)建一個(gè)文件時(shí)，就會(huì)在相應(yīng)的文件系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)inode與之對(duì)應(yīng)，文件實(shí)體和文件的inode是一一對(duì)應(yīng)的，創(chuàng)建好一個(gè)inode會(huì)存在存儲(chǔ)器中，第一次open就會(huì)將inode在內(nèi)存中有一個(gè)備份，同一個(gè)文件被多次打開并不會(huì)產(chǎn)生多個(gè)inode，當(dāng)所有被打開的文件都被close之后，inode在內(nèi)存中的實(shí)例才會(huì)被釋放。既然如此，當(dāng)我們使用mknod(或其他方法)創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備文件時(shí)，也會(huì)在文件系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)inode，這個(gè)inode和其他的inode一樣，用來存儲(chǔ)關(guān)于這個(gè)文件的靜態(tài)信息(不變的信息)，包括這個(gè)設(shè)備文件對(duì)應(yīng)的設(shè)備號(hào)，文件的路徑以及對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)對(duì)象etc。inode作為VFS四大對(duì)象之一，在驅(qū)動(dòng)開發(fā)中很少需要自己進(jìn)行填充，更多的是在open()方法中進(jìn)行查看并根據(jù)需要填充我們的file結(jié)構(gòu)。
對(duì)于不同的文件類型，inode被填充的成員內(nèi)容也會(huì)有所不同，以創(chuàng)建字符設(shè)備為例，我們知道，add_chrdev_region其實(shí)是把一個(gè)驅(qū)動(dòng)對(duì)象和一個(gè)(一組)設(shè)備號(hào)聯(lián)系到一起。而創(chuàng)建設(shè)備文件，其實(shí)是把設(shè)備文件和設(shè)備號(hào)聯(lián)系到一起。至此，這三者就被綁定在一起了。這樣，內(nèi)核就有能力創(chuàng)建一個(gè)struct inode實(shí)例了，下面是4.8.5內(nèi)核中的inode。這個(gè)inode是VFS的inode，是最具體文件系統(tǒng)的inode的進(jìn)一步封裝，也是驅(qū)動(dòng)開發(fā)中關(guān)心的inode，針對(duì)具體的文件系統(tǒng)，還有struct ext2_inode_info 等結(jié)構(gòu)。

//include/linux/fs.h
 596 /*
 597  * Keep mostly read-only and often accessed (especially for
 598  * the RCU path lookup and 'stat' data) fields at the beginning
 599  * of the 'struct inode'
 600  */
 601 struct inode { 602         umode_t                 i_mode; 603         unsigned short          i_opflags; 604         kuid_t                  i_uid; 605