linux驅動編程--設備模型

 　　在前面學習了 kobject和 kset之後，就迫不及待的想開始“研究”設備模型了。經過這幾天的學習，感覺受益匪淺。所以就將自己的理解整理了下來

　　想要完成一個設備的驅動，就要涉及三部分: Bus, device, driver。當然這些“新”節點都是最終繼承於kobject。

　　一.Bus

　　這裡先整理一下BUS，總線負責在設備與驅動間建立連接，包括 I2C, PCI, 串口，platform等。其中platform是虛擬總線。

　　1.1 結構體

　　信息結構體是 bus_type.

　　struct bus_type {

　　const char *name; //the name of bus

　　struct bus_attribute *bus_attrs;

　　//attribute for bus, contain attribute file and some operate function.

　　// this is a interface between kernel space and user space.

　　struct device_attribute *dev_attrs; //attribute for device,

　　struct driver_attribute *drv_attrs; //attribute for deriver

　　int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);

　　int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);

　　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 (*suspend_late)(struct device *dev, pm_message_t state);

　　int (*resume_early)(struct device *dev);

　　int (*resume)(struct device *dev);

　　struct dev_pm_ops *pm; //power manage

　　struct bus_type_private *p;

　　//private data for bus. In fact, it is core of this structure

　　};

　　在其中 bus_attrs, dev_attrs 和 drv_attrs記錄了該總線的一些屬性信息，而最重要的被用來構建該總線的邏輯結構的信息都記錄在了bus_type_private中。對應這個總線私有數據結構體的解析如下。

　　struct bus_type_private {

　　struct kset subsys;

　　//there are two points:

　　//1).this is a set. It is contain some devices and derivers about this bus.

　　//2). it's parent is @bus_kset, which is the root of all other bus.@bus_kset have many subset, this is just one of them.

　　//

　　struct kset *drivers_kset;

　　//all drivers about this bus will belong to this set.

　　struct kset *devices_kset;

　　//all devices of this bus will belong to this set.

　　struct klist klist_devices;

　　struct klist klist_drivers;

　　//they are two lists , for mount all corresponding nodes.

　　struct blocking_notifier_head bus_notifier;

　　unsigned int drivers_autoprobe:1;

　　//is this bus automaticly run when a new devices arrvied.

　　//sometime, we can see some attribute files in user space.(for example:@drivers_autoprobe).

　　//it is interface that kernel leave user to modify this argument.

　　struct bus_type *bus;

　　//just a port for return this bus.

　　};

　　其中的klist_devices, klist_drivers 鏈表會用來掛載該總線的設備與驅動。當需要找東西的時候就會去倆面翻。而上面的兩個kset 分別是它們所屬的集合。不同的集合對應於不同的操作特性。這是一種很給力的組織結構。就拿這裡來說，我們用kobject來組織了一個二維鏈表(或其他什麼數據結構)，每個kobject在這個鏈表中充當了一個節點。但又想讓其中指定的一些kobject節點具有一些屬性。kset相當於kobject的屬性。它包含了進行事件通知需要的一些數據信息。每當kobject有需要時，就會去找到自己所屬的kset,或者上級kobject的kset來用。

　　1.2 重要函數分析

　　對於總線的注冊需要使用到如下函數，通過分析它的行為對於理解bus_type的邏輯結構是很有幫助。

　　/**

　　* bus_register - register a bus with the system.

　　* @bus: bus.

　　*

　　* Once we have that, we registered the bus with the kobject

　　* infrastructure, then register the children subsystems it has:

　　* the devices and drivers that belong to the bus.

　　*/

　　int bus_register(struct bus_type *bus)

　　{

　　int retval;

　　struct bus_type_private *priv;

　　//alloc a private data package for @bus. It is the core of this structure,

　　//include device list, deriver list and so on.

　　priv = kzalloc(sizeof(struct bus_type_private), GFP_KERNEL);

　　if (!priv)

　　return -ENOMEM;

　　priv->bus = bus;

　　bus->p = priv;

　　BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(&priv->bus_notifier);

　　// before we keep on, what we should to know is that this bus is one of members of the great building,

　　//so it must be inherit form @kobject.

　　//and @(priv->subsys.kobj) is it's kobject.

　　retval = kobject_set_name(&priv->subsys.kobj, "%s", bus->name);

　　if (retval)

　　goto out;

　　priv->subsys.kobj.kset = bus_kset; //1).@bus_kset is the root of all buses. 2). this structure is the type of bus.

　　priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype; //corresponding operation function for bus

　　priv->drivers_autoprobe = 1; //automaticly probe when new device arrived.

　　retval = kset_register(&priv->subsys);

　　if (retval)

　　goto out;

　　retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent); //create attribute file for bus,it is a interface between user space and kernel space.

　　if (retval)

　　goto bus_uevent_fail;

　　//給該總線創建一個設備子集,it is the set of all devices about this bus.

　　//在文件系統中的表現就是在該總線的目錄下多了一個名字叫"devices"的子目錄

　　//還需要提醒的一點就是:設備模型中的層次結構關系都是由kobject對象來指定，所以凡是屬於這個設備模型的節點必須要繼承kobject.

　　priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL,

　　&priv->subsys.kobj);

　　if (!priv->devices_kset) {

　　retval = -ENOMEM;

　　goto bus_devices_fail;

　　}

　　//create a deriver set for this bus

　　priv->drivers_kset = kset_create_and_add("drivers", NULL,

　　&priv->subsys.kobj);

　　if (!priv->drivers_kset) {

　　retval = -ENOMEM;

　　goto bus_drivers_fail;

　　}

　　//thoes two list is used to mount some nodes. device-node or deriver-node.

　　klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put);

　　klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL);

　　//create attribute file for this structure

　　retval = add_probe_files(bus);

　　if (retval)

　　goto bus_probe_files_fail;

　　retval = bus_add_attrs(bus); //create attribute file for @bus_attr

　　if (retval)

　　goto bus_attrs_fail;

　　pr_debug("bus: '%s': registeredn", bus->name);

　　return 0;

　　bus_attrs_fail:

　　remove_probe_files(bus);

　　bus_probe_files_fail:

　　kset_unregister(bus->p->drivers_kset);

　　bus_drivers_fail:

　　kset_unregister(bus->p->devices_kset);

　　bus_devices_fail:

　　bus_remove_file(bus, &bus_attr_uevent);

　　bus_uevent_fail:

　　kset_unregister(&bus->p->subsys);

　　kfree(bus->p);

　　out:

　　bus->p = NULL;

　　return retval;

　　}

　　在函數體中已經對行為進行了較詳細的分析。

　　1.3 device_bind_driver

　　那麼device到底又是怎麼和一個driver進行綁定的呢?讓它們在需要時能找到彼此

　　//bind a driver to one device.

　　int device_bind_driver(struct device *dev)

　　{

　　int ret;

　　ret = driver_sysfs_add(dev);

　　if (!ret)

　　driver_bound(dev);

　　return ret;

　　}

　　//這個函數是在設備已經綁定驅動之後使用，

　　static voi