file结构中的private_data

这个是Linux下连接VFS文件系统框架和不同文件/文件系统底层实现之间的一个核心数据结构，虽然它只是一个指针，但是一个指针可以解决所有问题。我们回想一下用户态线程的创建结构，函数的入口同样是一个void*指针，而千言万语汇成一根指针，诗可以兴、可以观、可以群、可以怨，可以解决所有问题。
因为file是VFS框架的一个基本概念，它要支持文件操作结构，例如open/read/write/release之类的接口，甚至还有poll等，只有有了这些结构，它们才能被纳入VFS这个大家庭。但是对于不同的设备文件来说，它们只是披着文件外衣的设备，所以他要有自己特有的结构来和设备交流，而这private_data就是这个连接的纽带。这样说可能还是比较抽象，最后是多看一些代码感受可能会深一些。

ldd3中说到open应完成以下工作：

1.检查设备特定的错误（注入设备未就绪或类似的硬件问题）。

2.如果设备是首次打开，则对其进行初始化。

3.如有必要，更新f_op指针。

4.分配并填写置于filp->private_data里的数据结构。

宋宝华的linux设备驱动开发详解，93页写到私有数据指针private_data在设备驱动中背广泛使用，大多数指向设备驱动自定义用于描述设备的结构体。

下面是之前我遇到过的一些使用private_data的一些文件：
1、tty设备
static ssize_t tty_read(struct file * file, char __user * buf, size_t count, 
            loff_t *ppos)
{
    int i;
    struct tty_struct * tty;
    struct inode *inode;
    struct tty_ldisc *ld;

    tty = (struct tty_struct *)file->private_data;
2、tun/tap设备
static ssize_t tun_chr_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iv,
                unsigned long count, loff_t pos)
{
    struct file *file = iocb->ki_filp;
    struct tun_struct *tun = file->private_data;
3、套接口文件
static ssize_t do_sock_read(struct msghdr *msg, struct kiocb *iocb,
        struct file *file, const struct iovec *iov,
        unsigned long nr_segs)
{
    struct socket *sock = file->private_data;
    size_t size = 0;
4、epoll文件
static int ep_eventpoll_close(struct inode *inode, struct file *file)
{
    struct eventpoll *ep = file->private_data;
5、shm文件
long do_shmat(int shmid, char __user *shmaddr, int shmflg, ulong *raddr)
{
……
    file->private_data = sfd;

打开设备：

open 方法提供给驱动来做任何的初始化来准备后续的操作. open 方法的原型是:

int (*open)(struct inode *inode, struct file *filp);
inode 参数有我们需要的信息,以它的 i_cdev 成员的形式, 里面包含我们之前建立的cdev 结构. 唯一的问题是通常我们不想要 cdev 结构本身, 我们需要的是包含 cdev 结构的 device_private 结构. 

static int device_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
     struct device_private *private;
     private= container_of(inode->i_cdev, struct device_private, my_cdev);
     filp->private_data = private;

     private->open_flag++;
     try_module_get(THIS_MODULE);
     ...
     return 0;
} 

释放设备：

Reference

[1].http://blog.csdn.net/ywh147/article/details/8684486