Linux内核大讲堂 (一) 设备驱动的基石驱动模型(6)

Linux内核大讲堂 (一) 设备驱动的基石驱动模型（6）
上节我们大概分析了driver_register是怎么工作的。有的细节虽然没有到位，但是记住一句话，贪多嚼不烂，我们首先要建立的是驱动模型在我们脑海中的第一印象。本节将讲述最后两个主角，device和class的创建。讲完这些就会来个大集合。让四大天王(device,class,device_driver,bus)一起登台向各位致敬，表演？想要四大天王表演？没问题，可四大天王不但身份尊贵，最主要的是个个都多才多艺，要完全了解四大天王的技能，肯定不能急罗，得一样一样来欣赏。
好，让我们先忘掉四大天王。先研究一下我们的美女device和人妖class，不好意思说错了，class其实是用来描述device美女的共同特征的。打个大家最喜欢也最容易理解的比方。
你，没错，就是说你，正在看这篇文章的家伙，我知道你喜欢像舒鸿淇这种性感，身材好的。别不承认。但是哥我的品味和你不一样，我喜欢像刘亦菲这种清纯的神仙姐姐。这时候就有两个阵营了。性感派和清纯派，性感派的代表主要有舒淇、钟丽缇、小泽马利亚、苍井空等老师。而清纯派的代表主要有刘亦菲、阿娇（如果大家都不承认那就不算）、高圆圆、杨冥等。你我都知道要美女可以分阵营，凭什么linux内核的作者不懂要分类？这么说如果还不明白分类的好处那我就只能说：哥们，你太单纯了！
行，我再解释一下，在/sys/class/下面有两个目录如下：
/sys/class/性感型美女 、/sys/class/清纯型美女
你想找舒淇？那就进/sys/class/性感型美女 找。
你想找刘亦菲？那就进/sys/class/清纯型美女 找。
明白了吗？class最主要就是为了分类。能分到一类当然会有一些共同的属性，所以类下面的设备都会有一些共同的属性。
有同志说，如果我有特殊爱好喜欢人妖怎么办？自已创建一个人妖类，然后再把人妖扔里面就得了。
怎么创建啊？用什么创建啊？别急，哥马上教你。
就两个函数：
class_register()和device_register()，不过要说一下，我们在之前的介绍一直都是挑一个重要点的函数进行讲解的，并不是说只有这一个函数，linux内核当中会提供很多像create_class之类的函数对其进行封装。
#define class_register(class) /
({ /
static struct lock_class_key __key; /
__class_register(class, &__key); /
})
int __class_register(struct class *cls, struct lock_class_key *key)
{
struct subsys_private *cp;
int error;

pr_debug("device class '%s': registering/n", cls->name);

cp = kzalloc(sizeof(*cp), GFP_KERNEL);
if (!cp)
return -ENOMEM;
klist_init(&cp->klist_devices, klist_class_dev_get, klist_class_dev_put);
INIT_LIST_HEAD(&cp->class_interfaces);
kset_init(&cp->glue_dirs);
__mutex_init(&cp->class_mutex, "struct class mutex", key);
error = kobject_set_name(&cp->subsys.kobj, "%s", cls->name);
if (error) {
kfree(cp);
return error;
}

/* set the default /sys/dev directory for devices of this class */
if (!cls->dev_kobj)
cls->dev_kobj = sysfs_dev_char_kobj;

#if defined(CONFIG_BLOCK)
/* let the block class directory show up in the root of sysfs */
if (!sysfs_deprecated || cls != &block_class)
cp->subsys.kobj.kset = class_kset;
#else
cp->subsys.kobj.kset = class_kset;
#endif
cp->subsys.kobj.ktype = &class_ktype;
cp->class = cls;
cls->p = cp;

error = kset_register(&cp->subsys);
if (error) {
kfree(cp);
return error;
}
error = add_class_attrs(class_get(cls));
class_put(cls);
return error;
}
实在是太简单了，哥都不想分析了。本着对菜菜鸟同志负责任的态度，我还是讲一下几个关键的变量初始化的地方吧。
if (!cls->dev_kobj)
cls->dev_kobj = sysfs_dev_char_kobj;

#if defined(CONFIG_BLOCK)
/* let the block class directory show up in the root of sysfs */
if (!sysfs_deprecated || cls != &block_class)
cp->subsys.kobj.kset = class_kset;
#else
cp->subsys.kobj.kset = class_kset;
#endif
cp->subsys.kobj.ktype = &class_ktype;
这一堆中的右值除了class_ktype全都是在/drivers/base/init.c的driver_init()中调用对应的子函数来初始化及注册。
下面来看看device_register()。如果看懂了bus_register()和driver_register()。这个应该不会有太大的问题。先给出函数定义：
int device_register(struct device *dev)
{
device_initialize(dev);
return device_add(dev);
}
和driver_register太像了，函数命名恰如其份的反应了他的功能。首先初始化dev。然后再将其加到我们的大家庭中。
void device_initialize(struct device *dev)
{
dev->kobj.kset = devices_kset;
kobject_init(&dev->kobj, &device_ktype);
INIT_LIST_HEAD(&dev->dma_pools);
mutex_init(&dev->mutex);
lockdep_set_novalidate_class(&dev->mutex);
spin_lock_init(&dev->devres_lock);
INIT_LIST_HEAD(&dev->devres_head);
device_pm_init(dev);
set_dev_node(dev, -1);
}
int device_add(struct device *dev)
{
struct device *parent = NULL;
struct class_interface *class_intf;
int error = -EINVAL;

dev = get_device(dev);
if (!dev)
goto done;

if (!dev->p) {
error = device_private_init(dev);
if (error)
goto done;
}

/*
* for statically allocated devices, which should all be converted
* some day, we need to initialize the name. We prevent reading back
* the name, and force the use of dev_name()
*/
if (dev->init_name) {
dev_set_name(dev, "%s", dev->init_name);
dev->init_name = NULL;
}

if (!dev_name(dev)) {
error = -EINVAL;
goto name_error;
}

pr_debug("device: '%s': %s/n", dev_name(dev), __func__);

parent = get_device(dev->parent);
setup_parent(dev, parent);

/* use parent numa_node */
if (parent)
set_dev_node(dev, dev_to_node(parent));

/* first, register with generic layer. */
/* we require the name to be set before, and pass NULL */
error = kobject_add(&dev->kobj, dev->kobj.parent, NULL);
if (error)
goto Error;

/* notify platform of device entry */
if (platform_notify)
platform_notify(dev);

error = device_create_file(dev, &uevent_attr);
if (error)
goto attrError;

if (MAJOR(dev->devt)) {
error = device_create_file(dev, &devt_attr);
if (error)
goto ueventattrError;

error = device_create_sys_dev_entry(dev);
if (error)
goto devtattrError;

devtmpfs_create_node(dev);
}

error = device_add_class_symlinks(dev);
if (error)
goto SymlinkError;
error = device_add_attrs(dev);
if (error)
goto AttrsError;
error = bus_add_device(dev);
if (error)
goto BusError;
error = dpm_sysfs_add(dev);
if (error)
goto DPMError;
device_pm_add(dev);

/* Notify clients of device addition. This call must come
* after dpm_sysf_add() and before kobject_uevent().
*/
if (dev->bus)
blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE, dev);

kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);
bus_probe_device(dev);
if (parent)
klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,
&parent->p->klist_children);

if (dev->class) {
mutex_lock(&dev->class->p->class_mutex);
/* tie the class to the device */
klist_add_tail(&dev->knode_class,
&dev->class->p->klist_devices);

/* notify any interfaces that the device is here */
list_for_each_entry(class_intf,
&dev->class->p->class_interfaces, node)
if (class_intf->add_dev)
class_intf->add_dev(dev, class_intf);
mutex_unlock(&dev->class->p->class_mutex);
}
done:
put_device(dev);
return error;
DPMError:
bus_remove_device(dev);
BusError:
device_remove_attrs(dev);
AttrsError:
device_remove_class_symlinks(dev);
SymlinkError:
if (MAJOR(dev->devt))
devtmpfs_delete_node(dev);
if (MAJOR(dev->devt))
device_remove_sys_dev_entry(dev);
devtattrError:
if (MAJOR(dev->devt))
device_remove_file(dev, &devt_attr);
ueventattrError:
device_remove_file(dev, &uevent_attr);
attrError:
kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);
kobject_del(&dev->kobj);
Error:
cleanup_device_parent(dev);
if (parent)
put_device(parent);
name_error:
kfree(dev->p);
dev->p = NULL;
goto done;
}
函数本身实在找不到有什么需要讲的。
不过有一点比较重要，就是在设备注册的时候，一个设备不能直接从属于一个类和一条总线。太绕了，实例：
struct device dev;
dev.class = xx;
dev.bus=yy;
device_register(&dev);
这样是不行的，这样会在创建subsystem链接的时候出现重复创建的现象，导致注册失败。其实我们可以这样解决。创建一个父类设备从属于某个class，然后将子类设备的parent指向父类设备地址，再将子类设备的bus指向我的总线的地址。这样就可以解决了。下一节就是四大天王齐登台亮相。^_^