linux设备模型之bus,device,driver分析一
2012-09-30 02:38
471 查看
===============================
本文系本站原创,欢迎转载!
转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/gdt-a20
===============================
内核的开发者将总线,设备,驱动这三者用软件思想抽象了出来,巧妙的建立了其间的关系,使之更形象化。结合前面所学的知识,总的来说其三者间的关系为bus有两条链表,分别用于挂接设备和驱动,指定了其自身bus的device或者driver最后都会分别连接到对应bus的这两条链表上,而总线又有其始端,为bus_kset,一个driver可以对应于几个设备,因此driver同样有其设备链表,用于挂接可以操作的设备,其自身也有bus挂接点,用于将自身挂接到对应bus(每个driver只属于一条总线),而对于device,一个设备只属于一条总线,只能有一个driver与其对应,因此对于device,都是单一的,一个driver挂接点,一个bus挂接点,device与bus相同的是都有始端,device为devices_kset,因此device的注册同时会出现在对应的bus目录和device总目录下。好了,下面就以源码为例分别分析一下bus,device,driver的注册过程。
一、bus的注册
bus的注册比较简单,首先来看一下bus的结构:
无论是bus,driver,还是device其本身特征都放在私有成员里,其注册时,都会申请并填充这个结构体,下***体分析一下bus的注册流程,从bus_register开始:
由此可见,bus又是kset的封装,bus_register主要完成了其私有成员bus_type_private的初始化,并初始化了其下的两个目录devices和drivers,及其属性文件,bus有个自己的根目录也就是bus有个起始端点,是bus_kset,经过此番的注册,bus目录下将会出现我们注册的bus,并且其下会有device和driver两个子目录,代表它下面的driver和device链表。
二、driver的注册
下面看一下driver是怎么和bus关联起来的,首先看下driver的结构:
如同bus一样,重点的仍是可以代表其自身的私有属性,下***体看一下driver的注册过程,从driver_register开始:
总结一下,driver的注册,主要涉及将自身挂接到bus的driver链表,并将匹配到的设备加入自己的device链表,并且将匹配到的device的driver成员初始化为该driver,私有属性的driver节点也挂到driver的设备链表下,其中匹配函数是利用利用bus的match函数,该函数通常判断如果driver有id表,就查表匹配,如果没有就用driver和device名字匹配。当匹配成功后如果自动初始化标志允许则调用初始化函数probe,bus的probe优先级始终高于driver的。另外注意一点driver是没有总的起始端点的,driver不是可具体描述的事物。
由于篇幅比较长,device的分析放到下一篇《linux设备模型之bus,device,driver分析<二>》 ^_^!
本文系本站原创,欢迎转载!
转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/gdt-a20
===============================
内核的开发者将总线,设备,驱动这三者用软件思想抽象了出来,巧妙的建立了其间的关系,使之更形象化。结合前面所学的知识,总的来说其三者间的关系为bus有两条链表,分别用于挂接设备和驱动,指定了其自身bus的device或者driver最后都会分别连接到对应bus的这两条链表上,而总线又有其始端,为bus_kset,一个driver可以对应于几个设备,因此driver同样有其设备链表,用于挂接可以操作的设备,其自身也有bus挂接点,用于将自身挂接到对应bus(每个driver只属于一条总线),而对于device,一个设备只属于一条总线,只能有一个driver与其对应,因此对于device,都是单一的,一个driver挂接点,一个bus挂接点,device与bus相同的是都有始端,device为devices_kset,因此device的注册同时会出现在对应的bus目录和device总目录下。好了,下面就以源码为例分别分析一下bus,device,driver的注册过程。
一、bus的注册
bus的注册比较简单,首先来看一下bus的结构:
1 struct bus_type { 2 const char *name; //名字 3 struct bus_attribute *bus_attrs; //bus属性集 4 struct device_attribute *dev_attrs; //device属性集 5 struct driver_attribute *drv_attrs; //driver属性集 6 int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv); 7 int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env); 8 int (*probe)(struct device *dev); 9 int (*remove)(struct device *dev); 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 dev_pm_ops *pm; 14 struct bus_type_private *p; //bus的私有成员 15 }; 16 //其中重点看一下私有成员结构体: 17 struct bus_type_private { 18 struct kset subsys; //bus内嵌的kset,代表其自身 19 struct kset *drivers_kset; 20 struct kset *devices_kset; 21 struct klist klist_devices; //包含devices链表及其操作函数 22 struct klist klist_drivers; //driver链表及其操作函数 23 struct blocking_notifier_head bus_notifier; 24 unsigned int drivers_autoprobe:1; //匹配成功自动初始化标志 25 struct bus_type *bus; 26 };
无论是bus,driver,还是device其本身特征都放在私有成员里,其注册时,都会申请并填充这个结构体,下***体分析一下bus的注册流程,从bus_register开始:
1 int bus_register(struct bus_type *bus) 2 { 3 int retval; 4 struct bus_type_private *priv; 5 priv = kzalloc(sizeof(struct bus_type_private), GFP_KERNEL); //进入时bus_type->bus_type_private为NULL 6 if (!priv) //该函数主要是对其的设置 7 return -ENOMEM; 8 priv->bus = bus; //私有成员的bus回指该bus 9 bus->p = priv; //初始化bus->p,即其私有属性 10 BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(&priv->bus_notifier); 11 retval = kobject_set_name(&priv->subsys.kobj, "%s", bus->name); //设置该bus的名字,bus是kset的封装 12 if (retval) 13 goto out; 14 //bus_kset即为所有bus的总起始端点 15 //围绕bus内嵌的kset初始化,和kset的初始化时围绕 16 priv->subsys.kobj.kset = bus_kset; //kobj相似,没有parent时,就会用kset的kobj,此处即是 17 priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype; //属性操作级别统一为bus_ktype 18 priv->drivers_autoprobe = 1; //设置该标志,当有driver注册时,会自动匹配devices 19 //上的设备并用probe初始化, 20 //当有device注册时也同样找到 driver并会初始化 21 retval = kset_register(&priv->subsys); //注册kset,创建目录结构,以及层次关系 22 if (retval) 23 goto out; 24 retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent); //当前bus目录下生成bus_attr_uevent属性文件 25 if (retval) 26 goto bus_uevent_fail; 27 priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL, //初始化bus目录下的devices目录,里面级联了该bus下设备, 28 &priv->subsys.kobj); //仍然以kset为原型 29 if (!priv->devices_kset) { 30 retval = -ENOMEM; 31 goto bus_devices_fail; 32 } 33 priv->drivers_kset = kset_create_and_add("drivers", NULL, //初始化bus目录下的drivers目录,里面级联了该bus下设备的driver 34 &priv->subsys.kobj); 35 if (!priv->drivers_kset) { 36 retval = -ENOMEM; 37 goto bus_drivers_fail; 38 } 39 klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put); //初始化klist_devices里的操作函数成员 40 klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL); //klist_drivers里的操作函数置空 41 retval = add_probe_files(bus); //增加bus_attr_drivers_probe和bus_attr_drivers_autoprobe 42 if (retval) //属性文件 43 goto bus_probe_files_fail; 44 retval = bus_add_attrs(bus); //增加默认的属性文件 45 if (retval) 46 goto bus_attrs_fail; 47 pr_debug("bus: '%s': registered/n", bus->name); 48 return 0; 49 bus_attrs_fail: //以下为错误处理 50 remove_probe_files(bus); 51 bus_probe_files_fail: 52 kset_unregister(bus->p->drivers_kset); 53 bus_drivers_fail: 54 kset_unregister(bus->p->devices_kset); 55 bus_devices_fail: 56 bus_remove_file(bus, &bus_attr_uevent); 57 bus_uevent_fail: 58 kset_unregister(&bus->p->subsys); 59 out: 60 kfree(bus->p); 61 bus->p = NULL; 62 return retval; 63 }
由此可见,bus又是kset的封装,bus_register主要完成了其私有成员bus_type_private的初始化,并初始化了其下的两个目录devices和drivers,及其属性文件,bus有个自己的根目录也就是bus有个起始端点,是bus_kset,经过此番的注册,bus目录下将会出现我们注册的bus,并且其下会有device和driver两个子目录,代表它下面的driver和device链表。
二、driver的注册
下面看一下driver是怎么和bus关联起来的,首先看下driver的结构:
1 struct device_driver { 2 const char *name; //名字 3 struct bus_type *bus; //其所在的bus 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 #if defined(CONFIG_OF) 8 const struct of_device_id *of_match_table; 9 #endif 10 int (*probe) (struct device *dev); //匹配成功时可能会调用到的函数 11 int (*remove) (struct device *dev); 12 void (*shutdown) (struct device *dev); 13 int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state); 14 int (*resume) (struct device *dev); 15 const struct attribute_group **groups; 16 const struct dev_pm_ops *pm; 17 struct driver_private *p; //私有成员,表示driver 18 }; 19 //重点看下driver的私有成员 20 struct driver_private { 21 struct kobject kobj; //代表driver自身 22 struct klist klist_devices; //可以操控的设备链表 23 struct klist_node knode_bus; //挂接到bus的节点 24 struct module_kobject *mkobj; //模块相关 25 struct device_driver *driver; //回指该driver 26 };
如同bus一样,重点的仍是可以代表其自身的私有属性,下***体看一下driver的注册过程,从driver_register开始:
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) || //driver和bus的同名操作函数如果同时存在,会出现警告 7 (drv->bus->remove && drv->remove) || //并且会优先选用bus的 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); //进入bus的driver链表,确认该driver是否已经注册 12 if (other) { 13 put_driver(other); //找到了再减少引用计数,并且报错退出 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); //如果没有注册,那么把该driver加入所在bus 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 } 26 /**************************************************** 27 × 跟踪一下driver_find(drv->name, drv->bus) 28 ****************************************************/ 29 struct device_driver *driver_find(const char *name, struct bus_type *bus) 30 { 31 struct kobject *k = kset_find_obj(bus->p->drivers_kset, name); //bus->p->drivers_kset代表bus下 32 struct driver_private *priv; //的driver目录,此处会遍历bus的 33 //driver链表,通过driver内嵌的 34 if (k) { //kobj名字比较 35 priv = to_driver(k); 36 return priv->driver; //如果找到同名的kobj那么返回该driver 37 } 38 return NULL; 39 } 40 //看一下kset_find_obj吧: 41 struct kobject *kset_find_obj(struct kset *kset, const char *name) 42 { 43 struct kobject *k; 44 struct kobject *ret = NULL; 45 spin_lock(&kset->list_lock); 46 list_for_each_entry(k, &kset->list, entry) { //遍历bus下的driver链表,如果 47 if (kobject_name(k) && !strcmp(kobject_name(k), name)) { //找到那么返回找到的kobj,并且把 48 ret = kobject_get(k); //该driver的kobj引用计数+1 49 break; 50 } 51 } 52 spin_unlock(&kset->list_lock); 53 return ret; 54 } 55 /************************************************ 56 × 再来跟踪一下driver_register里面的另外一个函数 57 × bus_add_driver(drv) 58 ************************************************/ 59 int bus_add_driver(struct device_driver *drv) 60 { 61 struct bus_type *bus; 62 struct driver_private *priv; 63 int error = 0; 64 bus = bus_get(drv->bus); //取得其所在bus的指针 65 if (!bus) 66 return -EINVAL; 67 pr_debug("bus: '%s': add driver %s/n", bus->name, drv->name); //开始初始化这个driver的私有成员, 68 //和bus类似 69 priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL); 70 if (!priv) { 71 error = -ENOMEM; 72 goto out_put_bus; 73 } 74 klist_init(&priv->klist_devices, NULL, NULL); //设备操作函数清空,设备链表初始化 75 priv->driver = drv; 76 drv->p = priv; 77 priv->kobj.kset = bus->p->drivers_kset; //kset指定到bus下面 78 error = kobject_init_and_add(&priv->kobj, &driver_ktype, NULL, //建立层次结构和属性文件 79 "%s", drv->name); 80 if (error) 81 goto out_unregister; 82 if (drv->bus->p->drivers_autoprobe) { //bus的自动匹配如果设置为真, 83 error = driver_attach(drv); //那么到bus的devices上去匹配设备 84 if (error) 85 goto out_unregister; 86 } 87 klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers); //把driver挂接到bus的driver链表 88 module_add_driver(drv->owner, drv); 89 error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent); //以下添加该driver相关属性文件 90 if (error) { 91 printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed/n", 92 __func__, drv->name); 93 } 94 error = driver_add_attrs(bus, drv); 95 if (error) { 96 /* How the hell do we get out of this pickle? Give up */ 97 printk(KERN_ERR "%s: driver_add_attrs(%s) failed/n", 98 __func__, drv->name); 99 } 100 if (!drv->suppress_bind_attrs) { 101 error = add_bind_files(drv); 102 if (error) { 103 /* Ditto */ 104 printk(KERN_ERR "%s: add_bind_files(%s) failed/n", 105 __func__, drv->name); 106 } 107 } 108 kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD); 109 return 0; 110 out_unregister: 111 kobject_put(&priv->kobj); 112 kfree(drv->p); 113 drv->p = NULL; 114 out_put_bus: 115 bus_put(bus); 116 return error; 117 } 118 /**************************************************************** 119 × 接下来就剩下最终要的匹配函数driver_attach(drv)了,我们来看一下: 120 ****************************************************************/ 121 int driver_attach(struct device_driver *drv) //遍历bus的设备链表找到 122 { //合适的设备就调用__driver_attach, 123 return bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach); //NULL表示从头开始遍历 124 } 125 //============ 126 int bus_for_each_dev(struct bus_type *bus, struct device *start, 127 void *data, int (*fn)(struct device *, void *)) 128 { 129 struct klist_iter i; 130 struct device *dev; 131 int error = 0; 132 if (!bus) 133 return -EINVAL; 134 klist_iter_init_node(&bus->p->klist_devices, &i, //进入bus的devices链表 135 (start ? &start->p->knode_bus : NULL)); 136 while ((dev = next_device(&i)) && !error) //设备存在则调用fn即__driver_attach 137 error = fn(dev, data); //进行匹配 138 klist_iter_exit(&i); 139 return error; 140 } 141 /********************************************* 142 × 接着看一下__driver_attach这个函数 143 *********************************************/ 144 static int __driver_attach(struct device *dev, void *data) 145 { 146 struct device_driver *drv = data; 147 if (!driver_match_device(drv, dev)) //进行匹配 148 return 0; 149 if (dev->parent) /* Needed for USB */ 150 device_lock(dev->parent); 151 device_lock(dev); 152 if (!dev->driver) //如果设备没有指定driver 153 driver_probe_device(drv, dev); //那么需要初始化匹配到的这个设备 154 device_unlock(dev); 155 if (dev->parent) 156 device_unlock(dev->parent); 157 return 0; 158 } 159 /********************************************* 160 × 又遇到两个分支,囧,先看一下driver_match_device 161 *********************************************/ 162 static inline int driver_match_device(struct device_driver *drv, //bus的match存在就用bus的 163 struct device *dev) //,否则就直接匹配成功... 164 { //match通常实现为首先扫描 165 return drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1; //driver支持的id设备表,如果 166 } //为NULL就用名字进行匹配 167 /************************************ 168 × 再来看一下driver_probe_device这个函数 169 ************************************/ 170 int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev) 171 { 172 int ret = 0; 173 if (!device_is_registered(dev)) //判断该设备是否已经注册 174 return -ENODEV; 175 pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s/n", 176 drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name); 177 pm_runtime_get_noresume(dev); 178 pm_runtime_barrier(dev); 179 ret = really_probe(dev, drv); //调用really_probe 180 pm_runtime_put_sync(dev); 181 return ret; 182 } 183 /************************************ 184 × 看一下device_is_registered 185 ************************************/ 186 static inline int device_is_registered(struct device *dev) 187 { 188 return dev->kobj.state_in_sysfs; //在sysfs中表示已经注册 189 } 190 /************************************ 191 × 再看really_probe 192 ************************************/ 193 static int really_probe(struct device *dev, struct device_driver *drv) 194 { 195 int ret = 0; 196 atomic_inc(&probe_count); 197 pr_debug("bus: '%s': %s: probing driver %s with device %s/n", 198 drv->bus->name, __func__, drv->name, dev_name(dev)); 199 WARN_ON(!list_empty(&dev->devres_head)); 200 dev->driver = drv; //device的driver初始化成该driver 201 if (driver_sysfs_add(dev)) { 202 printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed/n", 203 __func__, dev_name(dev)); 204 goto probe_failed; 205 } 206 //利用probe初始化设备 207 if (dev->bus->probe) { //如果bus的probe存在就用bus的, 208 ret = dev->bus->probe(dev); //如果bus的不存在driver的存在 209 if (ret) //再用driver的 210 goto probe_failed; 211 } else if (drv->probe) { 212 ret = drv->probe(dev); 213 if (ret) 214 goto probe_failed; 215 } 216 driver_bound(dev); //调用driver_bound进行绑定 217 ret = 1; 218 pr_debug("bus: '%s': %s: bound device %s to driver %s/n", 219 drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name); 220 goto done; 221 probe_failed: 222 devres_release_all(dev); 223 driver_sysfs_remove(dev); 224 dev->driver = NULL; 225 if (ret != -ENODEV && ret != -ENXIO) { 226 /* driver matched but the probe failed */ 227 printk(KERN_WARNING 228 "%s: probe of %s failed with error %d/n", 229 drv->name, dev_name(dev), ret); 230 } 231 /* 232 * Ignore errors returned by ->probe so that the next driver can try 233 * its luck. 234 */ 235 ret = 0; 236 done: 237 atomic_dec(&probe_count); 238 wake_up(&probe_waitqueue); 239 return ret; 240 } 241 /********************************** 242 * 最后跟一下driver_bound(dev)这个函数 243 **********************************/ 244 static void driver_bound(struct device *dev) 245 { 246 if (klist_node_attached(&dev->p->knode_driver)) { //判断是否已经绑定 247 printk(KERN_WARNING "%s: device %s already bound/n", 248 __func__, kobject_name(&dev->kobj)); 249 return; 250 } 251 pr_debug("driver: '%s': %s: bound to device '%s'/n", dev_name(dev), 252 __func__, dev->driver->name); 253 klist_add_tail(&dev->p->knode_driver, &dev->driver->p->klist_devices); //将设备添加 254 //到driver的链表 255 if (dev->bus) 256 blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier, 257 BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER, dev); 258 } 259 //all end
总结一下,driver的注册,主要涉及将自身挂接到bus的driver链表,并将匹配到的设备加入自己的device链表,并且将匹配到的device的driver成员初始化为该driver,私有属性的driver节点也挂到driver的设备链表下,其中匹配函数是利用利用bus的match函数,该函数通常判断如果driver有id表,就查表匹配,如果没有就用driver和device名字匹配。当匹配成功后如果自动初始化标志允许则调用初始化函数probe,bus的probe优先级始终高于driver的。另外注意一点driver是没有总的起始端点的,driver不是可具体描述的事物。
由于篇幅比较长,device的分析放到下一篇《linux设备模型之bus,device,driver分析<二>》 ^_^!
相关文章推荐
- linux设备模型之bus,device,driver分析二
- linux设备模型之bus,device,driver分析一
- linux设备模型之bus,device,driver分析二
- linux设备模型之bus,device,driver分析一
- linux设备模型之bus,device,driver分析二
- linux设备模型之bus,device,driver分析一
- linux驱动编写之十三(设备模型之sysfs,bus,device,driver源代码分析)
- Linux设备模型分析之device_driver(基于3.10.1内核)
- linux内核部件分析(九)——设备驱动模型之device-driver
- LINUX设备驱动之设备模型五--device&driver&bus(三)
- linux设备模型,bus,device,driver,实验遇到的问题
- linux设备模型,bus,device,driver,实验遇到的问题
- LINUX设备驱动之设备模型三--device&driver&bus(一)
- LINUX设备驱动之设备模型三--device&driver&bus(一)
- Linux设备模型分析之device_driver(基于3.10.1内核)
- LINUX设备驱动之设备模型四--device&driver&bus(二)
- linux设备模型bus,device,driver
- LINUX设备驱动之设备模型四--device&driver&bus(二)
- LINUX设备驱动之设备模型五--device&driver&bus(三)
- Linux内核部件分析 设备驱动模型之device-driver