LINUX设备模型BUS,DEVICE,DRIVER
2016-01-05 11:04
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虽然看了上面一篇转载的《使用/sys/访问系统》对总线，驱动，设备都讲得比较细但还是没有太多的感觉。在此就先把自己今天所学回忆一下。
为了满足新的要求，linux2.6提供了新的设备模型：总线、驱动、设备。基本关系简要的概括如下：
驱动核心可以注册多种类型的总线。
每种总线下面可以挂载许多设备。(通过kset devices)
每种总线下可以用很多设备驱动。(通过包含一个kset drivers)}
每个驱动可以处理一组设备。按照我的理解就是所有的设备都挂载到总线上，当加载驱动时，驱动就支总线上找到自己对应的设备。或者先把驱动加载上，来了一个设备就去总线找驱动。
一：总线
总线是处理器与设备之间通道，在设备模型中，所有的设备都通过总线相连
（1）bus_type.
struct bus_type {
const char * name;//设备名称
struct subsystem subsys;//代表自身
struct kset drivers; //当前总线的设备驱动集合
struct kset devices; //所有设备集合
struct klist klist_devices;
struct klist klist_drivers;
struct bus_attribute * bus_attrs;//总线属性
struct device_attribute * dev_attrs;//设备属性
struct driver_attribute * drv_attrs;
int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);//设备驱动匹配函数
int (*uevent)(struct device *dev, char **envp,
int num_envp, char *buffer, int buffer_size);//热拔插事件
int (*probe)(struct device * dev);
int (*remove)(struct device * dev);
void (*shutdown)(struct device * dev);
int (*suspend)(struct device * dev, pm_message_t state);
int (*resume)(struct device * dev);
};
在后面的实例当中用到了里面的两个成员
1：const char *name;
2: int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);//设备驱动匹配函数
这个匹配函数是很关键的东西，这是建立总线上设备与驱动的桥梁，当一个新的设备或驱动被添加到一个总线上时被调用。
（2）总线的操作：
注册：int bus_register(struct bus_type * bus)
注销：void bus_unregister(struct bus_type *bus);
(3)总线属性 bus_attribute
struct bus_attribute {
struct attribute attr;
ssize_t (*show)(struct bus_type *bus, char *buf);
ssize_t (*store)(struct bus_type *bus, const char *buf,
size_t count);
};
BUS_ATTR(name, mode, show, store);
这个宏声明一个结构, 产生它的名子通过前缀字符串 bus_attr_ 到给定的名子.
任何属于一个总线的属性应当明确使用 bus_create_file 来创建:
int bus_create_file(struct bus_type *bus, struct bus_attribute *attr);
属性也可被去除, 使用:
void bus_remove_file(struct bus_type *bus, struct bus_attribute *attr);
lddbus 驱动创建一个简单属性文件, 再次, 包含源码版本号. show 方法和 bus_attribute 结构设置如下:
static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)
{
return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", Version);
}
这个总线属性现目前为止我还没有发现它的作用。
（4）总线实例：
其实在这个程序中操作很简单：
1：首先是要准备一个总线bus_type.也就是定义一个bus_type，然后给它填上一些成员。
定义如下：
struct bus_type my_bus_type = {
.name = "my_bus",
.match = my_match,
};
这里就对其两个成员赋值了。一个是名称。另一个则是匹配函数：
static int my_match(struct device *dev, struct device_driver *driver)
{
return !strncmp(dev->bus_id, driver->name, strlen(driver->name));
}
这是匹配的逻辑则是设备的名字与驱动的名字一样。
准备好了总线后就在模块初始化函数中注册：
/*注册总线*/
ret = bus_register(&my_bus_type);
if (ret)
return ret;
然后在模块退出函数中注解总线：
总线操作完后还要为总线创建属性文件：
static BUS_ATTR(version, S_IRUGO, show_bus_version, NULL);这句话就定义了一个总线属性文件。BUS_ATTR宏的定义如下：
bus_unregister(&my_bus_type);
#define BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
struct bus_attribute bus_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
show_bus_version定义如下：
static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)
{
return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", Version);
}
定义好之后就是调用 函数创建文件
/*创建属性文件*/
if (bus_create_file(&my_bus_type, &bus_attr_version))
printk(KERN_NOTICE "Fail to create version attribute!\n");
总线本身也是要对应一个设备的。还要为总线创建设备。
static void my_bus_release(struct device *dev)
{
printk(KERN_DEBUG "my bus release\n");
}
struct device my_bus = {
.bus_id = "my_bus0",
.release = my_bus_release
};
/*注册总线设备*/
ret = device_register(&my_bus);
if (ret)
printk(KERN_NOTICE "Fail to register device:my_bus!\n");
可是这是有疑问，我还没有找到这个总线设备，和刚才的总线的联系。
源代码：
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
static char *Version = "$Revision: 1.9 $";
static int my_match(struct device *dev, struct device_driver *driver)
{
return !strncmp(dev->bus_id, driver->name, strlen(driver->name));
}
static void my_bus_release(struct device *dev)
{
printk(KERN_DEBUG "my bus release\n");
}
struct device my_bus = {
.bus_id = "my_bus0",
.release = my_bus_release
};
struct bus_type my_bus_type = {
.name = "my_bus",
.match = my_match,
};
EXPORT_SYMBOL(my_bus);
EXPORT_SYMBOL(my_bus_type);
/*
* Export a simple attribute.
*/
static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)
{
return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", Version);
}
static BUS_ATTR(version, S_IRUGO, show_bus_version, NULL);
static int __init my_bus_init(void)
{
int ret;
/*注册总线*/
ret = bus_register(&my_bus_type);
if (ret)
return ret;
/*创建属性文件*/
if (bus_create_file(&my_bus_type, &bus_attr_version))
printk(KERN_NOTICE "Fail to create version attribute!\n");
/*注册总线设备*/
ret = device_register(&my_bus);
if (ret)
printk(KERN_NOTICE "Fail to register device:my_bus!\n");
return ret;
}
static void my_bus_exit(void)
{
device_unregister(&my_bus);
bus_unregister(&my_bus_type);
}
module_init(my_bus_init);
module_exit(my_bus_exit);
二：设备：
1：
struct device {
struct device * parent; //父设备，一般一个bus也对应一个设备。
struct kobject kobj;//代表自身
char bus_id[BUS_ID_SIZE];
struct bus_type * bus; /* 所属的总线 */
struct device_driver *driver; /* 匹配的驱动*/
void *driver_data; /* data private to the driver 指向驱动 */
void *platform_data; /* Platform specific data，由驱动定义并使用*/
///更多字段忽略了
};
注册设备：int device_register(sruct device *dev)
注销设备：void device_unregister(struct device *dev);
2：设备属性：
sysfs 中的设备入口可有属性. 相关的结构是:
struct device_attribute {
struct attribute attr;
ssize_t (*show)(struct device *dev, char *buf);
ssize_t (*store)(struct device *dev, const char *buf,
size_t count);
};
这些属性结构可在编译时建立, 使用这些宏:
DEVICE_ATTR(name, mode, show, store);
结果结构通过前缀 dev_attr_ 到给定名子上来命名. 属性文件的实际管理使用通常的函数对来处理:
int device_create_file(struct device *device, struct device_attribute *entry);
void device_remove_file(struct device *dev, struct device_attribute *attr);
struct bus_type 的 dev_attrs 成员指向一个缺省的属性列表, 这些属性给添加到总线的每个设备创建.
3：创建设备实例：
创建设备和创建总线基本一样这里只贴出程序：
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
extern struct device my_bus;
extern struct bus_type my_bus_type;
/* Why need this ?*/
static void my_dev_release(struct device *dev)
{
}
struct device my_dev = {
.bus = &my_bus_type,//与总线接上关系
.parent = &my_bus,//与总线设备接上关系
.release = my_dev_release,
};
/*
* Export a simple attribute.
*/
static ssize_t mydev_show(struct device *dev,struct device_attribute *attr, char *buf)
{
return sprintf(buf, "%s\n", "This is my device!");
}
static DEVICE_ATTR(dev, S_IRUGO, mydev_show, NULL);
static int __init my_device_init(void)
{
int ret = 0;
/* 初始化设备 */
strncpy(my_dev.bus_id, "my_dev", BUS_ID_SIZE);
/*注册设备*/
device_register(&my_dev);
/*创建属性文件*/
device_create_file(&my_dev, &dev_attr_dev);
return ret;
}
static void my_device_exit(void)
{
device_unregister(&my_dev);
}
module_init(my_device_init);
module_exit(my_device_exit);
三：设备驱动：
在总线上挂载了设备后就要为其准备驱动程序。
驱动程序的实现与设备的实现类似，代码如下：
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
extern struct bus_type my_bus_type;
static int my_probe(struct device *dev)
{
printk("Driver found device which my driver can handle!\n");
return 0;
}
static int my_remove(struct device *dev)
{
printk("Driver found device unpluged!\n");
return 0;
}
struct device_driver my_driver = {
.name = "my_dev",//对应的设备名称
.bus = &my_bus_type,//挂载的总线
.probe = my_probe,//这个函数就是在找到与自己对应的设备时被调用。
.remove = my_remove,
};
/*
* Export a simple attribute.
*/
static ssize_t mydriver_show(struct device_driver *driver, char *buf)
{
return sprintf(buf, "%s\n", "This is my driver!");
}
static DRIVER_ATTR(drv, S_IRUGO, mydriver_show, NULL);
static int __init my_driver_init(void)
{
int ret = 0;
/*注册驱动*/
driver_register(&my_driver);
/*创建属性文件*/
driver_create_file(&my_driver, &driver_attr_drv);
return ret;
}
static void my_driver_exit(void)
{
driver_unregister(&my_driver);
}
module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);
为了满足新的要求，linux2.6提供了新的设备模型：总线、驱动、设备。基本关系简要的概括如下：
驱动核心可以注册多种类型的总线。
每种总线下面可以挂载许多设备。(通过kset devices)
每种总线下可以用很多设备驱动。(通过包含一个kset drivers)}
每个驱动可以处理一组设备。按照我的理解就是所有的设备都挂载到总线上，当加载驱动时，驱动就支总线上找到自己对应的设备。或者先把驱动加载上，来了一个设备就去总线找驱动。
一：总线
总线是处理器与设备之间通道，在设备模型中，所有的设备都通过总线相连
（1）bus_type.
struct bus_type {
const char * name;//设备名称
struct subsystem subsys;//代表自身
struct kset drivers; //当前总线的设备驱动集合
struct kset devices; //所有设备集合
struct klist klist_devices;
struct klist klist_drivers;
struct bus_attribute * bus_attrs;//总线属性
struct device_attribute * dev_attrs;//设备属性
struct driver_attribute * drv_attrs;
int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);//设备驱动匹配函数
int (*uevent)(struct device *dev, char **envp,
int num_envp, char *buffer, int buffer_size);//热拔插事件
int (*probe)(struct device * dev);
int (*remove)(struct device * dev);
void (*shutdown)(struct device * dev);
int (*suspend)(struct device * dev, pm_message_t state);
int (*resume)(struct device * dev);
};
在后面的实例当中用到了里面的两个成员
1：const char *name;
2: int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);//设备驱动匹配函数
这个匹配函数是很关键的东西，这是建立总线上设备与驱动的桥梁，当一个新的设备或驱动被添加到一个总线上时被调用。
（2）总线的操作：
注册：int bus_register(struct bus_type * bus)
注销：void bus_unregister(struct bus_type *bus);
(3)总线属性 bus_attribute
struct bus_attribute {
struct attribute attr;
ssize_t (*show)(struct bus_type *bus, char *buf);
ssize_t (*store)(struct bus_type *bus, const char *buf,
size_t count);
};
BUS_ATTR(name, mode, show, store);
这个宏声明一个结构, 产生它的名子通过前缀字符串 bus_attr_ 到给定的名子.
任何属于一个总线的属性应当明确使用 bus_create_file 来创建:
int bus_create_file(struct bus_type *bus, struct bus_attribute *attr);
属性也可被去除, 使用:
void bus_remove_file(struct bus_type *bus, struct bus_attribute *attr);
lddbus 驱动创建一个简单属性文件, 再次, 包含源码版本号. show 方法和 bus_attribute 结构设置如下:
static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)
{
return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", Version);
}
这个总线属性现目前为止我还没有发现它的作用。
（4）总线实例：
其实在这个程序中操作很简单：
1：首先是要准备一个总线bus_type.也就是定义一个bus_type，然后给它填上一些成员。
定义如下：
struct bus_type my_bus_type = {
.name = "my_bus",
.match = my_match,
};
这里就对其两个成员赋值了。一个是名称。另一个则是匹配函数：
static int my_match(struct device *dev, struct device_driver *driver)
{
return !strncmp(dev->bus_id, driver->name, strlen(driver->name));
}
这是匹配的逻辑则是设备的名字与驱动的名字一样。
准备好了总线后就在模块初始化函数中注册：
/*注册总线*/
ret = bus_register(&my_bus_type);
if (ret)
return ret;
然后在模块退出函数中注解总线：
总线操作完后还要为总线创建属性文件：
static BUS_ATTR(version, S_IRUGO, show_bus_version, NULL);这句话就定义了一个总线属性文件。BUS_ATTR宏的定义如下：
bus_unregister(&my_bus_type);
#define BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
struct bus_attribute bus_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
show_bus_version定义如下：
static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)
{
return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", Version);
}
定义好之后就是调用 函数创建文件
/*创建属性文件*/
if (bus_create_file(&my_bus_type, &bus_attr_version))
printk(KERN_NOTICE "Fail to create version attribute!\n");
总线本身也是要对应一个设备的。还要为总线创建设备。
static void my_bus_release(struct device *dev)
{
printk(KERN_DEBUG "my bus release\n");
}
struct device my_bus = {
.bus_id = "my_bus0",
.release = my_bus_release
};
/*注册总线设备*/
ret = device_register(&my_bus);
if (ret)
printk(KERN_NOTICE "Fail to register device:my_bus!\n");
可是这是有疑问，我还没有找到这个总线设备，和刚才的总线的联系。
源代码：
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
static char *Version = "$Revision: 1.9 $";
static int my_match(struct device *dev, struct device_driver *driver)
{
return !strncmp(dev->bus_id, driver->name, strlen(driver->name));
}
static void my_bus_release(struct device *dev)
{
printk(KERN_DEBUG "my bus release\n");
}
struct device my_bus = {
.bus_id = "my_bus0",
.release = my_bus_release
};
struct bus_type my_bus_type = {
.name = "my_bus",
.match = my_match,
};
EXPORT_SYMBOL(my_bus);
EXPORT_SYMBOL(my_bus_type);
/*
* Export a simple attribute.
*/
static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)
{
return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", Version);
}
static BUS_ATTR(version, S_IRUGO, show_bus_version, NULL);
static int __init my_bus_init(void)
{
int ret;
/*注册总线*/
ret = bus_register(&my_bus_type);
if (ret)
return ret;
/*创建属性文件*/
if (bus_create_file(&my_bus_type, &bus_attr_version))
printk(KERN_NOTICE "Fail to create version attribute!\n");
/*注册总线设备*/
ret = device_register(&my_bus);
if (ret)
printk(KERN_NOTICE "Fail to register device:my_bus!\n");
return ret;
}
static void my_bus_exit(void)
{
device_unregister(&my_bus);
bus_unregister(&my_bus_type);
}
module_init(my_bus_init);
module_exit(my_bus_exit);
二：设备：
1：
struct device {
struct device * parent; //父设备，一般一个bus也对应一个设备。
struct kobject kobj;//代表自身
char bus_id[BUS_ID_SIZE];
struct bus_type * bus; /* 所属的总线 */
struct device_driver *driver; /* 匹配的驱动*/
void *driver_data; /* data private to the driver 指向驱动 */
void *platform_data; /* Platform specific data，由驱动定义并使用*/
///更多字段忽略了
};
注册设备：int device_register(sruct device *dev)
注销设备：void device_unregister(struct device *dev);
2：设备属性：
sysfs 中的设备入口可有属性. 相关的结构是:
struct device_attribute {
struct attribute attr;
ssize_t (*show)(struct device *dev, char *buf);
ssize_t (*store)(struct device *dev, const char *buf,
size_t count);
};
这些属性结构可在编译时建立, 使用这些宏:
DEVICE_ATTR(name, mode, show, store);
结果结构通过前缀 dev_attr_ 到给定名子上来命名. 属性文件的实际管理使用通常的函数对来处理:
int device_create_file(struct device *device, struct device_attribute *entry);
void device_remove_file(struct device *dev, struct device_attribute *attr);
struct bus_type 的 dev_attrs 成员指向一个缺省的属性列表, 这些属性给添加到总线的每个设备创建.
3：创建设备实例：
创建设备和创建总线基本一样这里只贴出程序：
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
extern struct device my_bus;
extern struct bus_type my_bus_type;
/* Why need this ?*/
static void my_dev_release(struct device *dev)
{
}
struct device my_dev = {
.bus = &my_bus_type,//与总线接上关系
.parent = &my_bus,//与总线设备接上关系
.release = my_dev_release,
};
/*
* Export a simple attribute.
*/
static ssize_t mydev_show(struct device *dev,struct device_attribute *attr, char *buf)
{
return sprintf(buf, "%s\n", "This is my device!");
}
static DEVICE_ATTR(dev, S_IRUGO, mydev_show, NULL);
static int __init my_device_init(void)
{
int ret = 0;
/* 初始化设备 */
strncpy(my_dev.bus_id, "my_dev", BUS_ID_SIZE);
/*注册设备*/
device_register(&my_dev);
/*创建属性文件*/
device_create_file(&my_dev, &dev_attr_dev);
return ret;
}
static void my_device_exit(void)
{
device_unregister(&my_dev);
}
module_init(my_device_init);
module_exit(my_device_exit);
三：设备驱动：
在总线上挂载了设备后就要为其准备驱动程序。
驱动程序的实现与设备的实现类似，代码如下：
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
extern struct bus_type my_bus_type;
static int my_probe(struct device *dev)
{
printk("Driver found device which my driver can handle!\n");
return 0;
}
static int my_remove(struct device *dev)
{
printk("Driver found device unpluged!\n");
return 0;
}
struct device_driver my_driver = {
.name = "my_dev",//对应的设备名称
.bus = &my_bus_type,//挂载的总线
.probe = my_probe,//这个函数就是在找到与自己对应的设备时被调用。
.remove = my_remove,
};
/*
* Export a simple attribute.
*/
static ssize_t mydriver_show(struct device_driver *driver, char *buf)
{
return sprintf(buf, "%s\n", "This is my driver!");
}
static DRIVER_ATTR(drv, S_IRUGO, mydriver_show, NULL);
static int __init my_driver_init(void)
{
int ret = 0;
/*注册驱动*/
driver_register(&my_driver);
/*创建属性文件*/
driver_create_file(&my_driver, &driver_attr_drv);
return ret;
}
static void my_driver_exit(void)
{
driver_unregister(&my_driver);
}
module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);
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