dev_set_drvdata、dev_get_drvdata使用详解

在Linux内核驱动开发中，dev_set_drvdata() 及相关函数用于管理设备驱动的私有数据，是模块化设计和数据隔离的核心工具。以下从函数定义、使用场景、示例及注意事项等方面进行详细解析：

---

一、函数定义与作用

1. 核心函数

   • dev_set_drvdata() 和 dev_get_drvdata() 是操作设备私有数据的基础函数，直接通过 struct device 的 driver_data 成员实现数据存取：

     
     static inline void dev_set_drvdata(struct device *dev, void *data) {dev->driver_data = data;  // 将数据指针关联到设备:cite[2]:cite[6]
     }
     static inline void *dev_get_drvdata(const struct device *dev) {return dev->driver_data;  // 获取设备关联的数据指针:cite[6]
     }

2. 设备类型封装函数
   针对不同设备类型（如平台设备、PCI设备、I2C设备），内核提供了封装函数以简化调用：

   • 平台设备：platform_set_drvdata() 和 platform_get_drvdata()

     
     // 通过平台设备结构体间接调用核心函数
     static inline void platform_set_drvdata(struct platform_device *pdev, void *data) {dev_set_drvdata(&pdev->dev, data);  // 调用dev_set_drvdata:cite[1]:cite[2]
     }

   • I2C设备：i2c_set_clientdata() 和 i2c_get_clientdata()

   • PCI设备：pci_set_drvdata() 和 pci_get_drvdata()

---

二、使用场景与示例

1. 典型应用场景

   • 驱动初始化（probe函数）：在设备探测阶段分配并保存私有数据（如设备状态、配置信息）。

   • 资源释放（remove函数）：在设备移除时获取数据并释放内存。

   • 多设备管理：通过私有数据区分不同设备实例，避免全局变量冲突。

2. 代码示例
   平台设备驱动示例：

   
   struct my_device_data {int config_param;char *buffer;
   };static int my_probe(struct platform_device *pdev) {struct my_device_data *data;data = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*data), GFP_KERNEL);  // 动态分配内存:cite[3]if (!data) return -ENOMEM;// 初始化数据data->config_param = 100;platform_set_drvdata(pdev, data);  // 关联数据到设备:cite[2]return 0;
   }static int my_remove(struct platform_device *pdev) {struct my_device_data *data = platform_get_drvdata(pdev);  // 获取数据:cite[2]// 清理操作（如释放资源）return 0;
   }

   I2C设备驱动示例：

   
   static int i2c_probe(struct i2c_client *client) {struct sensor_data *data = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(*data), GFP_KERNEL);i2c_set_clientdata(client, data);  // 通过封装函数设置数据:cite[6]return 0;
   }

---

三、注意事项

1. 内存管理

   • 使用 devm_kzalloc() 等资源管理函数自动释放内存，避免内存泄漏。

   • 在 remove 函数中需检查数据有效性，防止空指针异常。

2. 数据安全性

   • dev_get_drvdata() 返回的是原始指针，调用者需确保数据有效性（如避免在数据释放后访问）。

   • 多线程环境下需通过锁机制保护共享数据。

3. 设备类型适配

   • 不同设备类型需使用对应的封装函数（如PCI设备用 pci_set_drvdata()），保证代码可读性和兼容性45。

4. 数据存储范围

   • driver_data 应仅存储与设备实例相关的私有数据，避免混杂全局或无关信息。

---

四、扩展应用

1. 复杂数据结构存储
   可通过将自定义结构体指针存入 driver_data，实现多层级数据管理。例如：

   
   struct complex_data {struct sub_data *sub;int status;
   };
   // 在probe中初始化并关联
   platform_set_drvdata(pdev, complex_data_ptr);

2. 动态配置更新
   在运行时通过 dev_get_drvdata() 获取数据并修改参数，支持动态调整设备行为。

---

五、常见问题

1. 为何不直接使用全局变量？

   • 全局变量无法区分多个设备实例，而 driver_data 天然支持多实例隔离，提升代码可维护性。

2. 何时需要手动释放内存？

   • 若使用 kzalloc() 分配内存，需在 remove 函数中手动 kfree()；若用 devm_kzalloc()，则由设备模型自动管理36。

---

通过合理使用 dev_set_drvdata() 及相关函数，开发者可以实现驱动数据的高效管理，提升代码的模块化和可维护性。具体实现需结合设备类型和内核版本调整（如不同内核中结构体定义可能略有差异）。