总线设备驱动模型----驱动篇
阅读原文时间:2021年04月21日阅读:1

源自 http://blog.chinaunix.net/uid-27664726-id-3334923.html

如果你了解了前面总线、设备模型,分析总线设备驱动模型的driver相对来说会轻松很多。开始也是看看其数据结构。

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  1. struct device_driver {

  2.     const char        *name;                 //驱动的名字

  3.     struct bus_type        *bus;             //驱动呈现属于的总线类型

  4.     struct module        *owner;

  5.     const char        *mod_name;    /* used for built-in modules */

  6.     bool suppress_bind_attrs;    /* disables bind/unbind via sysfs */

  7.     const struct of_device_id    *of_match_table;

  8.     int (*probe) (struct device *dev);  //驱动挂载的时候调用

  9.     int (*remove) (struct device *dev);  //卸载的时候调用

  10.     void (*shutdown) (struct device *dev);

  11.     int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);

  12.     int (*resume) (struct device *dev);

  13.     const struct attribute_group **groups;

  14.     const struct dev_pm_ops *pm;

  15.     struct driver_private *p;

  16. };

与device类型相似,其中有一个指向driver_private的指针p,一些与其他的组件相关的联系都被移到这个结构变量中。

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  1. struct driver_private {

  2.     struct kobject kobj;      //在sysfs中代表目录本身

  3.     struct klist klist_devices;//驱动链表

  4.     struct klist_node knode_bus; //挂载在总线的驱动链表的节点

  5.     struct module_kobject *mkobj;//driver与相关的module之间的联系

  6.     struct device_driver *driver;

  7. };

  8. #define to_driver(obj) container_of(obj, struct driver_private, kobj)

由上面可以看出driver指针最后也有driver_private回到了device_driver之中,下面也来看看驱动的属性文件的表示方法

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  1. struct driver_attribute {

  2.     struct attribute attr;

  3.     ssize_t (*show)(struct device_driver *driver, char *buf);

  4.     ssize_t (*store)(struct device_driver *driver, const char *buf,

  5.              size_t count);

  6. };

  7. #define DRIVER_ATTR(_name, _mode, _show, _store)    \

  8. struct driver_attribute driver_attr_##_name =        \

  9.     __ATTR(_name, _mode, _show, _store)

上面只是有两个读写函数,看完了关于驱动的一些重要的数据结构,那么开始重要的,如何向内核注册一个drv呢?我们使用driver_register

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  1. int driver_register(struct device_driver *drv)

  2. {

  3.     int ret;

  4.     struct device_driver *other;

  5.     BUG_ON(!drv->bus->p);

  6.     if ((drv->bus->probe && drv->probe) ||

  7.      (drv->bus->remove && drv->remove) ||

  8.      (drv->bus->shutdown && drv->shutdown))

  9.         printk(KERN_WARNING "Driver '%s' needs updating - please use "

  10.             "bus_type methods\n", drv->name);

  11.     other = driver_find(drv->name, drv->bus);

  12.     if (other) {

  13.         put_driver(other);

  14.         printk(KERN_ERR "Error: Driver '%s' is already registered, "

  15.             "aborting…\n", drv->name);

  16.         return -EBUSY;

  17.     }

  18.     ret = bus_add_driver(drv);

  19.     if (ret)

  20.         return ret;

  21.     ret = driver_add_groups(drv, drv->groups);

  22.     if (ret)

  23.         bus_remove_driver(drv);

  24.     return ret;

  25. }

从函数可以看出,首先drv->bus一定要预先设置。在使用driver_find从bus的驱动链表中特定名字的driver,那么就进入这个函数的重点的东西bus_add_driver,几乎注册所有的工作都是由它来完成。

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  1. int bus_add_driver(struct device_driver *drv)

  2. {

  3.     struct bus_type *bus;

  4.     struct driver_private *priv;

  5.     int error = 0;

  6.     bus = bus_get(drv->bus);//增加对bus的引用

  7.     if (!bus)

  8.         return -EINVAL;

  9.     pr_debug("bus: '%s': add driver %s\n", bus->name, drv->name);

  10.     priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);//分配初始化一个drv->p,也就是上面的driver_private结构

  11.     if (!priv) {

  12.         error = -ENOMEM;

  13.         goto out_put_bus;

  14.     }

  15.     klist_init(&priv->klist_devices, NULL, NULL);

  16.     priv->driver = drv;

  17.     drv->p = priv;

  18.     priv->kobj.kset = bus->p->drivers_kset;

  19.     error = kobject_init_and_add(&priv->kobj, &driver_ktype, NULL,

  20.                  "%s", drv->name);//将drv加入sysfs

  21.     if (error)

  22.         goto out_unregister;

  23.     if (drv->bus->p->drivers_autoprobe) {

  24.         error = driver_attach(drv);//如果总线可以自动的probe,就会调用匹配函数

  25.         if (error)

  26.             goto out_unregister;

  27.     }

  28.     klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers);//将drv挂入到总线的链表中

  29.     module_add_driver(drv->owner, drv);//创建driver相关的模块

  30.     error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent);//在drv目录下创建event属性文件

  31.     if (error) {

  32.         printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed\n",

  33.             __func__, drv->name);

  34.     }

  35.     error = driver_add_attrs(bus, drv);//添加属性

  36.     if (error) {

  37.         /* How the hell do we get out of this pickle? Give up */

  38.         printk(KERN_ERR "%s: driver_add_attrs(%s) failed\n",

  39.             __func__, drv->name);

  40.     }

  41.     if (!drv->suppress_bind_attrs) {

  42.         error = add_bind_files(drv);

  43.         if (error) {

  44.             /* Ditto */

  45.             printk(KERN_ERR "%s: add_bind_files(%s) failed\n",

  46.                 __func__, drv->name);

  47.         }

  48.     }

  49.     kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);//向用户空间发布kobj_add消息

  50.     return 0;

  51. out_unregister:

  52.     kobject_put(&priv->kobj);

  53.     kfree(drv->p);

  54.     drv->p = NULL;

  55. out_put_bus:

  56.     bus_put(bus);

  57.     return error;

  58. }

其实上面的处理过程相对于设备来说,会简单很多,下面主要对当驱动挂接的时候,怎么去匹配进行分析。

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  1. int driver_attach(struct device_driver *drv)

  2. {

  3.     return bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);

  4. }

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  1. static int __driver_attach(struct device *dev, void *data)

  2. {

  3.     struct device_driver *drv = data;

  4.     /*

  5.      * Lock device and try to bind to it. We drop the error

  6.      * here and always return 0, because we need to keep trying

  7.      * to bind to devices and some drivers will return an error

  8.      * simply if it didn't support the device.

  9.      *

  10.      * driver_probe_device() will spit a warning if there

  11.      * is an error.

  12.      */

  13.     if (!driver_match_device(drv, dev))

  14.         return 0;

  15.     if (dev->parent)    /* Needed for USB */

  16.         device_lock(dev->parent);

  17.     device_lock(dev);

  18.     if (!dev->driver)

  19.         driver_probe_device(drv, dev);

  20.     device_unlock(dev);

  21.     if (dev->parent)

  22.         device_unlock(dev->parent);

  23.     return 0;

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  1. static inline int driver_match_device(struct device_driver *drv,

  2.                  struct device *dev)

  3. {

  4.     return drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;

  5. }

最终也是调用总线的match函数来完成设备与驱动的匹配的过程。

以上分析了总线、设备、驱动三种类型,主要是在注册上,其主要是在sysfs中创建目录和属性文件。在设备或者驱动注册到总线上,总线是如何为其找到对应的驱动的过程,下面一个图能很好的说明这一过程。

由图可以清楚的看出,bus的作用是向内核注册一条总线,并将drv一一加入到总线的drv链表,dev一一加入到总线的dev链表。当有设备或驱动注册的时候,在驱动或者设备链表一一取出,调用总线的match函数来完成匹配,匹配成功后调用总线的probe函数。

回顾下driver_register的作用,首先会将drv放入到bus得drv链表,从bus的dev链表取出每一个dev,用总线的match函数来判断能否支持drv

device_register的作用和driver一样,将dev放入到bus得dev链表,从bus的drv链表取出每一个drv,用总线的match函数来判断能否支持dev。

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  1. extern struct bus_type my_bus_type;

  2. static int my_probe(struct device *dev)

  3. {

  4.     printk("Driver found device which my driver can handle!\n");

  5.     return 0;

  6. }

  7. static int my_remove(struct device *dev)

  8. {

  9.     printk("Driver found device unpluged!\n");

  10.     return 0;

  11. }

  12. struct device_driver my_driver = {

  13.     .name = "my_dev",

  14.     .bus = &my_bus_type,

  15.     .probe = my_probe,

  16.         .remove    = my_remove,

  17. };

  18. /*

  19.  * Export a simple attribute.

  20.  */

  21. static ssize_t mydriver_show(struct device_driver *driver, char *buf)

  22. {

  23.     return sprintf(buf, "%s\n", "This is my driver!");

  24. }

  25. static DRIVER_ATTR(drv, S_IRUGO, mydriver_show, NULL);

  26. static int __init my_driver_init(void)

  27. {

  28.     int ret = 0;

  29.         

  30.         /*注册驱动*/

  31.     driver_register(&my_driver);

  32.         

  33.     /*创建属性文件*/

  34.     driver_create_file(&my_driver, &driver_attr_drv);

  35.     

  36.     return ret;    

  37. }

  38. static void my_driver_exit(void)

  39. {

  40.     driver_unregister(&my_driver);

  41. }

  42. module_init(my_driver_init);

  43. module_exit(my_driver_exit);

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