驱动学习回顾——Linux下bus设备模型

关于Linux的驱动学习有三个点是应该掌握的，即：总线，驱动，设备。不管是一些物理总线(如：I2C，SPI等)的抽象，还是为了增加设备“容量”而定义的虚拟总线(plat-from)，都是围绕着这三个进行。即：一个符合Linux设备驱动模型的device和device_dvrier都挂在一个bus上，由bus来进行两者匹配，进行双向绑定。

下面简单地给出自己简单的学习过程。

一、总线

总线这个概念在内核中在

include/linux/device.h

路径下是由bus_type结构体表示。详情可自行阅读源代码。

name

是总线的名字，

match

函数指针是device_driver和device的匹配规则，具体地说，当一个device被加入时，会和bus上的所有device_driver进行匹配操作，如果有device_driver能支持这个device，则匹配成功，match返回非0值。

下面给出一段创建总线的简单代码：

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 TangBin<tangbinmvp@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  bus.c
*    Description:  This file
*
*        Version:  1.0.0(08/20/2017)
*         Author:  TangBin <tangbinmvp@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "08/20/2017 07:53:13 PM"
*
********************************************************************************/

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/device.h>

int match_t(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
return !strncmp(dev->kobj.name,drv->name,strlen(drv->name));
}

struct bus_type bus_type_t = {
.name = "bus_t",
.match = match_t,
};
EXPORT_SYMBOL(bus_type_t);

int bus_t_init(void)
{
int result;
result = bus_register(&bus_type_t);
return result;
}

void bus_t_exit(void)
{
bus_unregister(&bus_type_t);
}

module_init(bus_t_init);
module_exit(bus_t_exit);
MODULE_AUTHOR("Tangbin");
MODULE_LICENSE("GPL");

解读：

1、从

module_init

开始看，进入到

bus_t_init

中，由

bus_register(&bus_type_t)

函数注册总线。(

bus_register

函数在

drivers/base/bus.c

路径下)

2、

bus_type_t

是在

bus_type

结构体定义，里面定义了成员

name

和

match

。 name即为这个bus的名字。

3、

match

匹配了

match_t

函数，当有新的驱动(或设备)加到这条总线时，总线就会调用

match

指向的函数，一一匹配是否有对应的驱动(或设备)存在，匹配成功则返回非0值，比较的方式就是检测设备的名字

dev->kobj.name

和驱动的名字

drv->name

是否相等。在这里设备的名字是

dev->kobj.name

是因为在

drivers/base/core.c

的

device_add

的函数中：

if (dev->init_name) {
dev_set_name(dev, "%s", dev->init_name);
dev->init_name = NULL;
}

dev->init_name

会被赋值为

NULL

导致加载模块后引发空指针异常。

(关于kobject：http://blog.chinaunix.net/uid-20672257-id-3147337.html 比较复杂……）

4、

EXPORT_SYMBOL(bus_type_t)

，由于几个模块的依赖，使用了内核提供的机制，以

EXPORT_SYMBOL

内定义的函数或者符号对全部内核代码公开，不用修改内核代码即可在其它模块中调用。

二、驱动

struct device_driver

在内核中表示驱动

name

为驱动名字，

bus

指驱动所在的哪条总线，

probe

指向的函数则是匹配完后进行一系列初始化的函数，相应地，

remove

指向的函数是释放资源的作用。

简单驱动代码：

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 TangBin<tangbinmvp@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  driver.c
*    Description:  This file
*
*        Version:  1.0.0(08/20/2017)
*         Author:  TangBin <tangbinmvp@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "08/20/2017 07:55:39 PM"
*
********************************************************************************/
#include <linux/device.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>

extern struct bus_type bus_type_t;

int probe_t(struct device *dev)
{
printk("hello,world\n");
return 0;
}

struct device_driver driver_t = {
.name = "device",
.bus = &bus_type_t,
.probe = probe_t,
};

int driver_t_init(void)
{
int result;
result = driver_register(&driver_t);
return result;
}

void driver_t_exit(void)
{
driver_unregister(&driver_t);
}

module_init(driver_t_init);
module_exit(driver_t_exit);
MODULE_AUTHOR("Tangbin");
MODULE_LICENSE("GPL");

这里同样有

driver_register

和

driver_unregister

进行注册和注销。

三、设备

struct device

在内核中表示设备

init_name

设备名，

bus

为所在总线。

简单设备代码：

/*********************************************************************************
*      Copyright:  (C) 2017 TangBin<tangbinmvp@gmail.com>
*                  All rights reserved.
*
*       Filename:  device.c
*    Description:  This file
*
*        Version:  1.0.0(08/20/2017)
*         Author:  TangBin <tangbinmvp@gmail.com>
*      ChangeLog:  1, Release initial version on "08/20/2017 08:06:25 PM"
*
********************************************************************************/

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/device.h>

extern struct bus_type bus_type_t;

struct device device_t = {
.init_name = "device",
.bus = &bus_type_t,
};

int device_t_init(void)
{
int result;
result = device_register(&device_t);
return result;
}

void device_t_exit(void)
{
device_unregister(&device_t);
}

module_init(device_t_init);
module_exit(device_t_exit);
MODULE_AUTHOR("Tangbin");
MODULE_LICENSE("GPL");

同样有

device_register

和

device_unregister

进行注册和注销。

使用Makefile编译这三个模块：

LINUX_SRC ?= ../my-linux-3.0
CROSS_COMPILE=/opt/buildroot-2012.08/arm920t/usr/bin/arm-linux-

obj-m := bus.o device.o driver.o

modules:
@make -C  $(LINUX_SRC) M=`pwd` modules
@make clean

clean:
rm -f *.ko.* *.o *mod.c *.order *.symvers

将

bus.ko

、

driver,ko

、

device.ko

下到开发板，依次

insmod

会在串口打印出

hello,world

。 哈哈，又是另一种“hello，world”的方法。



简单分析了bus、driver、device之间的联系，实际上在Linux中内核的处理是很复杂的，在这只是将其一小部分拿出来分析编写了一下，目的是为了理解这三者的关系。

参考资料：

http://www.wowotech.net/linux_kenrel/bus.html

http://bbs.csdn.net/topics/390599875

http://blog.csdn.net/skdkjzz/article/details/38927907