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分类: LINUX

2011-04-21 11:38:37

Linux 设备模型深探

一:前言

Linux设备模型是一个极其复杂的结构体系,在编写驱动程序的时候,通常不会用到这方面的东西,但是。理解这部份内容,对于我们理解linux设备驱动的结构是大有裨益的。我们不但可以在编写程序程序的时候知其然,亦知其所以然。又可以学习到一种极其精致的架构设计方法。由于之前已经详细分析了sysfs文件系统。所以本节的讨论主要集中在设备模型的底层实现上。上层的接口,如pci.,usb ,网络设备都可以看成是底层的封装。

二:kobject ,ksetktype

Kobject,kset,kypte这三个结构是设备模型中的下层架构。模型中的每一个元素都对应一个kobject.ksetktype可以看成是kobject在层次结构与属性结构方面的扩充。将三者之间的关系用图的方示描述如下:

如上图所示:我们知道。在sysfs中每一个目录都对应一个kobject.这些kobject都有自己的parent。在没有指定parent的情况下,都会指向它所属的kset->object。其次,kset也内嵌了kobject.这个kobject又可以指它上一级的parent。就这样。构成了一个空间上面的层次关系。

其实,每个对象都有属性。例如,电源管理,执插拨事性管理等等。因为大部份的同类设备都有相同的属性,因此将这个属性隔离开来,存放在ktype中。这样就可以灵活的管理了.记得在分析sysfs的时候。对于sysfs中的普通文件读写操作都是由kobject->ktype->sysfs_ops来完成的.

经过上面的分析,我们大概了解了kobject.ksetktype的大概架设与相互之间的关系。下面我们从linux源代码中的分析来详细研究他们的操作。

 

:kobject,ksetktype的操作

为了说明kobject的操作,先写一个测试模块,代码如下:

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

 

MODULE_AUTHOR("eric xiao");

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

 

void obj_test_release(struct kobject *kobject);

ssize_t eric_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf);

ssize_t eric_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count);

 

struct attribute test_attr = {

        .name = "eric_xiao",

        .mode = S_IRWXUGO,

};

 

static struct attribute *def_attrs[] = {

        &test_attr,

        NULL,

};

 

 

struct sysfs_ops obj_test_sysops =

{

        .show = eric_test_show,

        .store = eric_test_store,

};

 

struct kobj_type ktype = 

{

        .release = obj_test_release,

        .sysfs_ops=&obj_test_sysops,

        .default_attrs=def_attrs,

};

 

void obj_test_release(struct kobject *kobject)

{

        printk("eric_test: release .\n");

}

 

ssize_t eric_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf)

{

        printk("have show.\n");

        printk("attrname:%s.\n", attr->name);

        sprintf(buf,"%s\n",attr->name);

        return strlen(attr->name)+2;

}

 

ssize_t eric_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count)

{

        printk("havestore\n");

        printk("write: %s\n",buf);

        return count;

}

 

struct kobject kobj;

static int kobject_test_init()

{

        printk("kboject test init.\n");

        kobject_init_and_add(&kobj,&ktype,NULL,"eric_test");

        return 0;

}

 

static int kobject_test_exit()

{

        printk("kobject test exit.\n");

        kobject_del(&kobj);

        return 0;

}

 

module_init(kobject_test_init);

module_exit(kobject_test_exit);

 

加载模块之后,会发现,在/sys下多了一个eric_test目录。该目录下有一个叫eric_xiao的文件。如下所示:

[root@localhost eric_test]# ls

eric_xiao

cat察看此文件:

[root@localhost eric_test]# cat eric_xiao 

eric_xiao

再用echo往里面写点东西;

[root@localhost eric_test]# echo  hello > eric_xiao

Dmesg的输出如下:

 

have show.

attrname:eric_xiao.

havestore

write: hello

 

如上所示。我们看到了kobject的大概建立过程.我们来看一下kobject_init_and_add()的实现。在这个函数里,包含了对kobject的大部份操作。

int kobject_init_and_add(struct kobject *kobj, struct kobj_type *ktype,

               struct kobject *parent, const char *fmt, ...)

{

     va_list args;

     int retval;

     //初始化kobject

     kobject_init(kobj, ktype);

 

     va_start(args, fmt);

     //kobjcet设置名称,在sysfs中建立相关信息

     retval = kobject_add_varg(kobj, parent, fmt, args);

     va_end(args);

 

     return retval;

}

上面的流程主要分为两部份。一部份是kobject的初始化。在这一部份,它将kobject与给定的ktype关联起来。初始化kobject中的各项结构。另一部份是kobject的名称设置。空间层次关系的设置,具体表现在sysfs文件系统中.

对于第一部份,代码比较简单,这里不再赘述。跟踪第二部份,也就是kobject_add_varg()的实现.

 

static int kobject_add_varg(struct kobject *kobj, struct kobject *parent,

                  const char *fmt, va_list vargs)

{

     va_list aq;

     int retval;

 

     va_copy(aq, vargs);

     //设置kobject的名字。即kobjectname成员

     retval = kobject_set_name_vargs(kobj, fmt, aq);

     va_end(aq);

     if (retval) {

         printk(KERN_ERR "kobject: can not set name properly!\n");

         return retval;

     }

     //设置kobjectparent。在上面的例子中,我们没有给它指定父结点

     kobj->parent = parent;

     //sysfs中添加kobjcet信息

     return kobject_add_internal(kobj);

}

设置好kobject->name后,转入kobject_add_internal()。在sysfs中创建空间结构.代码如下:

static int kobject_add_internal(struct kobject *kobj)

{

     int error = 0;

     struct kobject *parent;

 

     if (!kobj)

         return -ENOENT;

     //如果kobject的名字为空.退出

     if (!kobj->name || !kobj->name[0]) {

         pr_debug("kobject: (%p): attempted to be registered with empty "

               "name!\n", kobj);

         WARN_ON(1);

         return -EINVAL;

     }

 

     //kobject的父结点

     parent = kobject_get(kobj->parent);

     //如果kobject的父结点没有指定,就将kset->kobject做为它的父结点

     /* join kset if set, use it as parent if we do not already have one */

     if (kobj->kset) {

         if (!parent)

              parent = kobject_get(&kobj->kset->kobj);

         kobj_kset_join(kobj);

         kobj->parent = parent;

     }

     //调试用

     pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: parent: '%s', set: '%s'\n",

          kobject_name(kobj), kobj, __FUNCTION__,

          parent ? kobject_name(parent) : "",

          kobj->kset ? kobject_name(&kobj->kset->kobj) : "");

 

     //sysfs中创建kobject的相关元素

     error = create_dir(kobj);

     if (error) {

         //v如果创建失败。减少相关的引用计数

         kobj_kset_leave(kobj);

         kobject_put(parent);

         kobj->parent = NULL;

 

         /* be noisy on error issues */

         if (error == -EEXIST)

              printk(KERN_ERR "%s failed for %s with "

                     "-EEXIST, don't try to register things with "

                     "the same name in the same directory.\n",

                     __FUNCTION__, kobject_name(kobj));

         else

              printk(KERN_ERR "%s failed for %s (%d)\n",

                     __FUNCTION__, kobject_name(kobj), error);

         dump_stack();

     } else

         //如果创建成功。将state_in_sysfs建为1。表示该object已经在sysfs中了

         kobj->state_in_sysfs = 1;

 

     return error;

}

这段代码比较简单,它主要完成kobject父结点的判断和选定,然后再调用create_dir()在sysfs创建相关信息。该函数代码如下:

static int create_dir(struct kobject *kobj)

{

     int error = 0;

     if (kobject_name(kobj)) {

          //kobject创建目录

         error = sysfs_create_dir(kobj);

         if (!error) {

              //kobject->ktype中的属性创建文件

              error = populate_dir(kobj);

              if (error)

                   sysfs_remove_dir(kobj);

         }

     }

     return error;

}

我们在上面的示例中看到的/sys下的eric_test目录,以及该目录下面的eric_xiao的这个文件就是这里被创建的。我们先看一下kobject所表示的目录创建过程。这是在sysfs_create_dir()中完成的。代码如下:

int sysfs_create_dir(struct kobject * kobj)

{

     struct sysfs_dirent *parent_sd, *sd;

     int error = 0;

 

     BUG_ON(!kobj);

     /*如果kobjectparnet存在。就在目录点的目录下创建这个目录。如果没有父结点不存在,就在/sys下面创建结点。在上面的流程中,我们可能并没有为其指定父结点,也没有为其指定kset

*/

     if (kobj->parent)

         parent_sd = kobj->parent->sd;

     else

         parent_sd = &sysfs_root;

 

     //sysfs中创建目录

     error = create_dir(kobj, parent_sd, kobject_name(kobj), &sd);

     if (!error)

         kobj->sd = sd;

     return error;

}

在这里,我们就要联系之前分析过的sysfs文件系统的研究了。如果不太清楚的,可以在找到那篇文章仔细的研读一下。create_dir()就是在sysfs中创建目录的接口,在之前已经详细分析过了。这里不再讲述。

接着看为kobject->ktype中的属性创建文件。这是在populate_dir()中完成的。代码如下:

static int populate_dir(struct kobject *kobj)

{

     struct kobj_type *t = get_ktype(kobj);

     struct attribute *attr;

     int error = 0;

     int i;

 

     if (t && t->default_attrs) {

         for (i = 0; (attr = t->default_attrs[i]) != NULL; i++) {

              error = sysfs_create_file(kobj, attr);

              if (error)

                   break;

         }

     }

     return error;

}

这段代码比较简单。它遍历ktype中的属性。然后为其建立文件。请注意:文件的操作最后都会回溯到ktype->sysfs_opsshowstore这两个函数中.

 

Kobject的创建已经分析完了,接着分析怎么将一个kobject注销掉。注意过程是在kobject_del()中完成的。代码如下:

void kobject_del(struct kobject *kobj)

{

     if (!kobj)

         return;

 

     sysfs_remove_dir(kobj);

     kobj->state_in_sysfs = 0;

     kobj_kset_leave(kobj);

     kobject_put(kobj->parent);

     kobj->parent = NULL;

}

该函数会将在sysfs中的kobject对应的目录删除。请注意,属性文件是建立在这个目录下面的。只需要将这个目录删除。属性文件也随之删除。

是后,减少相关的引用计数,如果kobject的引用计数为零。则将其所占空间释放.

 

Kset的操作与kobject类似,因为kset中内嵌了一个kobject结构,所以,大部份操作都是集中在kset->kobject.具体分析一下kset_create_and_add()这个接口,类似上面分析的kobject接口,这个接口也包括了kset的大部分操作.代码如下:

struct kset *kset_create_and_add(const char *name,

                    struct kset_uevent_ops *uevent_ops,

                    struct kobject *parent_kobj)

{

     struct kset *kset;

     int error;

     //创建一个kset

     kset = kset_create(name, uevent_ops, parent_kobj);

     if (!kset)

         return NULL;

     //注册kset

     error = kset_register(kset);

     if (error) {

         //如果注册失败,释放kset

         kfree(kset);

         return NULL;

     }

     return kset;

}

Kset_create()用来创建一个struct kset结构.代码如下:

static struct kset *kset_create(const char *name,

                   struct kset_uevent_ops *uevent_ops,

                   struct kobject *parent_kobj)

{

     struct kset *kset;

 

     kset = kzalloc(sizeof(*kset), GFP_KERNEL);

     if (!kset)

         return NULL;

     kobject_set_name(&kset->kobj, name);

     kset->uevent_ops = uevent_ops;

     kset->kobj.parent = parent_kobj;

 

     kset->kobj.ktype = &kset_ktype;

     kset->kobj.kset = NULL;

 

     return kset;

}

我们注意,在这里创建kset.为其内嵌的kobject指定其ktype结构为kset_ktype.这个结构的定义如下:

static struct kobj_type kset_ktype = {

     .sysfs_ops    = &kobj_sysfs_ops,

     .release = kset_release,

};

属性文件的读写操作全部都包含在sysfs_ops成员里.kobj_sysfs_ops的定义如下:

struct sysfs_ops kobj_sysfs_ops = {

     .show    = kobj_attr_show,

     .store   = kobj_attr_store,

};

Show,store成员对应的函数代码如下所示:

static ssize_t kobj_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

                    char *buf)

{

     struct kobj_attribute *kattr;

     ssize_t ret = -EIO;

 

     kattr = container_of(attr, struct kobj_attribute, attr);

     if (kattr->show)

         ret = kattr->show(kobj, kattr, buf);

     return ret;

}

 

static ssize_t kobj_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

                     const char *buf, size_t count)

{

     struct kobj_attribute *kattr;

     ssize_t ret = -EIO;

 

     kattr = container_of(attr, struct kobj_attribute, attr);

     if (kattr->store)

         ret = kattr->store(kobj, kattr, buf, count);

     return ret;

}

从上面的代码看以看出.会将struct attribute结构转换为struct kobj_attribte结构.也就是说struct kobj_attribte内嵌了一个struct attribute.实际上,这是和宏__ATTR配合在一起使用的.经常用于group.在这里并不打算研究group.原理都是一样的.这里列出来只是做个说明而已.

创建好了kset之后,会调用kset_register().这个函数就是kset操作的核心代码了.如下:

int kset_register(struct kset *k)

{

     int err;

 

     if (!k)

         return -EINVAL;

 

     kset_init(k);

     err = kobject_add_internal(&k->kobj);

     if (err)

         return err;

     kobject_uevent(&k->kobj, KOBJ_ADD);

     return 0;

}

kset_init()里会初始化kset中的其它字段.然后调用kobject_add_internal()为其内嵌的kobject结构建立空间层次结构.之后因为添加了kset.会产生一个事件.这个事件是通过用户空间的hotplug程序处理的.这就是kset明显不同于kobject的地方.详细研究一下这个函数.这对于我们研究hotplug的深层机理是很有帮助的.它的代码如下;

int kobject_uevent(struct kobject *kobj, enum kobject_action action)

{

     return kobject_uevent_env(kobj, action, NULL);

}

之后,会调用kobject_uevent_env().这个函数中的三个参数含义分别为:引起事件的kobject.事件类型(add,remove,change,move,online,offline).第三个参数是要添加的环境变量.

代码篇幅较长,我们效仿情景分析上面的做法.分段分析如下:

int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action,

                char *envp_ext[])

{

     struct kobj_uevent_env *env;

     const char *action_string = kobject_actions[action];

     const char *devpath = NULL;

     const char *subsystem;

     struct kobject *top_kobj;

     struct kset *kset;

     struct kset_uevent_ops *uevent_ops;

     u64 seq;

     int i = 0;

     int retval = 0;

 

     pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s\n",

          kobject_name(kobj), kobj, __FUNCTION__);

 

     /* search the kset we belong to */

     top_kobj = kobj;

     while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent)

         top_kobj = top_kobj->parent;

 

     if (!top_kobj->kset) {

         pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: attempted to send uevent "

               "without kset!\n", kobject_name(kobj), kobj,

               __FUNCTION__);

         return -EINVAL;

     }

因为对事件的处理函数包含在kobject->kset-> uevent_ops.要处理事件,就必须要找到上层的一个不为空的kset.上面的代码就是顺着kobject->parent找不到一个不为空的kset.如果不存在这样的kset.就退出

 

     kset = top_kobj->kset;

     uevent_ops = kset->uevent_ops;

 

     /* skip the event, if the filter returns zero. */

     if (uevent_ops && uevent_ops->filter)

         if (!uevent_ops->filter(kset, kobj)) {

              pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: filter function "

                    "caused the event to drop!\n",

                    kobject_name(kobj), kobj, __FUNCTION__);

              return 0;

         }

 

     /* originating subsystem */

     if (uevent_ops && uevent_ops->name)

         subsystem = uevent_ops->name(kset, kobj);

     else

         subsystem = kobject_name(&kset->kobj);

     if (!subsystem) {

         pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: unset subsystem caused the "

               "event to drop!\n", kobject_name(kobj), kobj,

               __FUNCTION__);

         return 0;

     }

 

找到了不为空的kset.就跟kset-> uevent_ops->filter()匹配.看这个事件是否被过滤.如果没有被过滤掉.就会调用kset-> uevent_ops->name()得到子系统的名称,如果不存在kset-> uevent_ops->name().就会以kobject->name做为子系统名称.

 

     /* environment buffer */

     env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL);

     if (!env)

         return -ENOMEM;

 

     /* complete object path */

     devpath = kobject_get_path(kobj, GFP_KERNEL);

     if (!devpath) {

         retval = -ENOENT;

         goto exit;

     }

 

     /* default keys */

     retval = add_uevent_var(env, "ACTION=%s", action_string);

     if (retval)

         goto exit;

     retval = add_uevent_var(env, "DEVPATH=%s", devpath);

     if (retval)

         goto exit;

     retval = add_uevent_var(env, "SUBSYSTEM=%s", subsystem);

     if (retval)

         goto exit;

 

     /* keys passed in from the caller */

     if (envp_ext) {

         for (i = 0; envp_ext[i]; i++) {

              retval = add_uevent_var(env, envp_ext[i]);

              if (retval)

                   goto exit;

         }

     }

 

接下来,就应该设置为调用hotplug设置环境变量了.首先,分配一个struct kobj_uevent_env结构用来存放环境变量的值.然后调用kobject_get_path()用来获得引起事件的kobjectsysfs中的路径.再调用add_uevent_var()将动作代表的字串,kobject路径,子系统名称填充到struct kobj_uevent_env,如果有指定环境变量,也将其添加进去. kobject_get_path()add_uevent_var()都比较简单.这里不再详细分析了.请自行查看源代码

 

     /* let the kset specific function add its stuff */

     if (uevent_ops && uevent_ops->uevent) {

         retval = uevent_ops->uevent(kset, kobj, env);

         if (retval) {

              pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: uevent() returned "

                    "%d\n", kobject_name(kobj), kobj,

                    __FUNCTION__, retval);

              goto exit;

         }

     }

 

     /*

      * Mark "add" and "remove" events in the object to ensure proper

      * events to userspace during automatic cleanup. If the object did

      * send an "add" event, "remove" will automatically generated by

      * the core, if not already done by the caller.

      */

     if (action == KOBJ_ADD)

         kobj->state_add_uevent_sent = 1;

     else if (action == KOBJ_REMOVE)

         kobj->state_remove_uevent_sent = 1;

 

     /* we will send an event, so request a new sequence number */

     spin_lock(&sequence_lock);

     seq = ++uevent_seqnum;

     spin_unlock(&sequence_lock);

     retval = add_uevent_var(env, "SEQNUM=%llu", (unsigned long long)seq);

     if (retval)

         goto exit;

在这里还会调用kobject->kset-> uevent_ops->uevent().让产生事件的kobject添加环境变量.最后将事件序列添加到环境变量中去.

 

#if defined(CONFIG_NET)

     /* send netlink message */

     if (uevent_sock) {

         struct sk_buff *skb;

         size_t len;

 

         /* allocate message with the maximum possible size */

         len = strlen(action_string) + strlen(devpath) + 2;

         skb = alloc_skb(len + env->buflen, GFP_KERNEL);

         if (skb) {

              char *scratch;

 

              /* add header */

              scratch = skb_put(skb, len);

              sprintf(scratch, "%s@%s", action_string, devpath);

 

              /* copy keys to our continuous event payload buffer */

              for (i = 0; i < env->envp_idx; i++) {

                   len = strlen(env->envp[i]) + 1;

                   scratch = skb_put(skb, len);

                   strcpy(scratch, env->envp[i]);

              }

 

              NETLINK_CB(skb).dst_group = 1;

              netlink_broadcast(uevent_sock, skb, 0, 1, GFP_KERNEL);

         }

     }

#endif

 

     /* call uevent_helper, usually only enabled during early boot */

     if (uevent_helper[0]) {

         char *argv [3];

 

         argv [0] = uevent_helper;

         argv [1] = (char *)subsystem;

         argv [2] = NULL;

         retval = add_uevent_var(env, "HOME=/");

         if (retval)

              goto exit;

         retval = add_uevent_var(env,

                        "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin");

         if (retval)

              goto exit;

 

         call_usermodehelper(argv[0], argv, env->envp, UMH_WAIT_EXEC);

     }

 

exit:

     kfree(devpath);

     kfree(env);

     return retval;

}

忽略一段选择编译的代码.再后就是调用用户空间的hotplug.添加最后两个环境变量.HOMEPATH.然后调用hotplug.以子系统名称为参数.

现在我们终于知道hotplug处理程序中的参数和环境变量是怎么来的了.^_^

 

使用完了kset.再调用kset_unregister()将其注销.这个函数很简单,请自行查阅代码.

为了印证一下上面的分析,写一个测试模块。如下:

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

#include 

 

MODULE_AUTHOR("eric xiao");

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

 

int kset_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj);

const char *kset_name(struct kset *kset, struct kobject *kobj);

int kset_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,

                      struct kobj_uevent_env *env);

 

struct kset kset_p;

struct kset kset_c;

 

struct kset_uevent_ops uevent_ops = 

{

        .filter = kset_filter,

        .name   = kset_name,

        .uevent = kset_uevent,

};

 

int kset_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)

{

        printk("UEVENT: filter. kobj %s.\n",kobj->name);

        return 1;

}

 

const char *kset_name(struct kset *kset, struct kobject *kobj)

{

        static char buf[20];

        printk("UEVENT: name. kobj %s.\n",kobj->name);

        sprintf(buf,"%s","kset_test");

        return buf;

}

 

int kset_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,

                      struct kobj_uevent_env *env)

{

        int i = 0;

        printk("UEVENT: uevent. kobj %s.\n",kobj->name);

 

        while( i< env->envp_idx){

                printk("%s.\n",env->envp[i]);

                i++;

        }

 

        return 0;

}

 

 

int kset_test_init()

{

        printk("kset test init.\n");

        kobject_set_name(&kset_p.kobj,"kset_p");

        kset_p.uevent_ops = &uevent_ops;

        kset_register(&kset_p);

 

       kobject_set_name(&kset_c.kobj,"kset_c");

        kset_c.kobj.kset = &kset_p;

        kset_register(&kset_c);

        return 0;

}

 

int kset_test_exit()

{

        printk("kset test exit.\n");

        kset_unregister(&kset_p);

        kset_unregister(&kset_c);

        return 0;

}

 

module_init(kset_test_init);

module_exit(kset_test_exit);

在这里,定义并注册了二个kset.第二个ksetkobj->kset域指向第一个kset.这样,当第二个kset注册或者卸载的时候就会调用第一个kset中的uevent_ops的相关操作.

kset_p.uevent_ops->filter函数中,使其返回1.使其匹配成功。

kset_p.uevent_ops->name中。使其返回的子系统名为引起事件的kobject的名称,即:kset_c.

最后在kset_p.uevent_ops->uevent中将环境变量全部打印出来。

下面是dmesg的输出结果:

kset test init.

UEVENT: filter. kobj kset_c.

UEVENT: name. kobj kset_c.

UEVENT: uevent. kobj kset_c.

ACTION=add.

DEVPATH=/kset_p/kset_c.

SUBSYSTEM=kset_test.

输出结果跟我们的分析是吻合的.

在这里,值得我们注意的是。注册一个kobject不会产生事件,只有注册kset才会.

 

:bus,devicedevice_driver

上面分析了kobject.kset,ktype.这三个结构联合起来一起构成了整个设备模型的基石.bus.device.device_driver.则是基于kobject.kset.ktype之上的架构.在这里,总线,设备,驱动被有序的组和在一起.

Bus.device.device_driver三者之间的关系如下图所示:

如上图所示.struct bus_typep->drivers_kset指向注册在上面的驱动程序.它的p->device_kset上挂着注册在上面的设备.每次有一个新的设备注册到上面,都会去匹配右边的驱动,看是否能匹配上.如果匹配成功,则将设备结构的is_registerd域置为0.然后将设备添加到驱动的p->klist_devices.同理,每注册一个驱动,都会去匹配左边的设备,.如果匹配成功,将则设备加到驱动的p->klist_devices.再将设备的is_registerd置为0/

这就是linux设备模型用来管理设备和驱动的基本架构我们来跟踪一下代码来看下详细的操作.

 

注册一个总线的接口为bus_register().我们照例分段分析:

int bus_register(struct bus_type *bus)

{

     int retval;

     struct bus_type_private *priv;

 

     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);

 

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

     if (retval)

         goto out;

 

     priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;

     priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;

     priv->drivers_autoprobe = 1;

 

     retval = kset_register(&priv->subsys);

     if (retval)

         goto out;

首先,先为struct bus_type的私有区分配空间,然后将其和struct bus_type关联起来.由于struct bus_type也要在sysfs文件中表示一个节点,因此,它也内嵌也一个kset的结构.这就是priv->subsys.

首先,它为这个kset的名称赋值为bus的名称,然后将priv->subsys.kobj.kset指向bus_kset. priv->subsys.kobj.ktype指向bus_ktype;然后调用kset_reqister()priv->subsys注册.这里涉及到的接口都在之前分析过.注册过后,应该会在bus_kset所表示的目录下创建一个总线名称的目录.并且用户空间的hotplug应该会检测到一个add事件.我们来看一下bus_kset到底指向的是什么:

     bus_kset = kset_create_and_add("bus", &bus_uevent_ops, NULL);

从此可以看出.这个bus_ksetsysfs中的结点就是/sys/bus.在这里注册的struct bus_types就会在/sys/bus/下面出现.

 

     retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);

     if (retval)

         goto bus_uevent_fail;

bus_create_file()就是在priv->subsys.kobj的这个kobject上建立一个普通属性的文件.这个文件的属性对应在bus_attr_uevent.读写操作对应在priv->subsys.ktype.我们到后面才统一分析bus注册时候的文件创建

 

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

                             &priv->subsys.kobj);

     if (!priv->devices_kset) {

         retval = -ENOMEM;

         goto bus_devices_fail;

     }

 

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

                             &priv->subsys.kobj);

     if (!priv->drivers_kset) {

         retval = -ENOMEM;

         goto bus_drivers_fail;

     }

 

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

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

这段代码会在bus所在的目录下建立两个目录,分别为devicesdrivers.并初始化挂载设备和驱动的链表

 

     retval = add_probe_files(bus);

     if (retval)

         goto bus_probe_files_fail;

 

     retval = bus_add_attrs(bus);

     if (retval)

         goto bus_attrs_fail;

 

     pr_debug("bus: '%s': registered\n", bus->name);

     return 0;

在这里,会为bus_attr_drivers_probe, bus_attr_drivers_autoprobe.注册bus_type中的属性建立文件

 

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:

     return retval;

}

这段代码为出错处理

 

这段代码中比较繁锁的就是bus_type对应目录下的属性文件建立,为了直观的说明,将属性文件的建立统一放到一起分析

从上面的代码中可以看,创建属性文件对应的属性分别为:

bus_attr_uevent bus_attr_drivers_probe, bus_attr_drivers_autoprobe

分别定义如下:

static BUS_ATTR(uevent, S_IWUSR, NULL, bus_uevent_store);

static BUS_ATTR(drivers_probe, S_IWUSR, NULL, store_drivers_probe);

static BUS_ATTR(drivers_autoprobe, S_IWUSR | S_IRUGO,

         show_drivers_autoprobe, store_drivers_autoprobe);

BUS_ATTR定义如下:

#define BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store)  \

struct bus_attribute bus_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)

#define __ATTR(_name,_mode,_show,_store) { \

     .attr = {.name = __stringify(_name), .mode = _mode },   \

     .show    = _show,                    \

     .store   = _store,                   \

}

由此可见.上面这三个属性对应的名称为别为uevent, drivers_probe, drivers_autoprobe.也就是说,会在bus_types目录下生成三个文件,分别为uevent,probe,autoprobe.

根据之前的分析,我们知道在sysfs文件系统中,对普通属性文件的读写都会回溯到kobject->ktype->sysfs_ops.在这里,注意到有:

     priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;

     priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;

显然,读写操作就回溯到了bus_ktype.定义如下:

static struct kobj_type bus_ktype = {

     .sysfs_ops    = &bus_sysfs_ops,

};

static struct sysfs_ops bus_sysfs_ops = {

     .show    = bus_attr_show,

     .store   = bus_attr_store,

};

Showstore函数对应的代码为:

static ssize_t bus_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

                   char *buf)

{

     struct bus_attribute *bus_attr = to_bus_attr(attr);

     struct bus_type_private *bus_priv = to_bus(kobj);

     ssize_t ret = 0;

 

     if (bus_attr->show)

         ret = bus_attr->show(bus_priv->bus, buf);

     return ret;

}

 

static ssize_t bus_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,

                    const char *buf, size_t count)

{

     struct bus_attribute *bus_attr = to_bus_attr(attr);

     struct bus_type_private *bus_priv = to_bus(kobj);

     ssize_t ret = 0;

 

     if (bus_attr->store)

         ret = bus_attr->store(bus_priv->bus, buf, count);

     return ret;

}

从代码可以看出.读写操作又会回溯到bus_attribute中的showstore.在自定义结构里嵌入struct attribute,.然后再操作回溯到自定义结构中,这是一种比较高明的架构设计手法.

闲言少叙.我们对应看一下上面三个文件对应的最终操作:

Uevent对应的读写操作为:NULL, bus_uevent_store.对于这个文件没有读操作,只有写操作.cat 命令去查看这个文件的时候,可能会返回”设备不存在”的错误.bus_uevent_store()代码如下:

static ssize_t bus_uevent_store(struct bus_type *bus,

                   const char *buf, size_t count)

{

     enum kobject_action action;

 

     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0)

         kobject_uevent(&bus->p->subsys.kobj, action);

     return count;

}

从这里可以看到,可以在用户空间控制事件的发生,echo add > event就会产生一个add的事件,

Probe文件对应的读写操作为:NULL store_drivers_probe.

store_drivers_probe()这个函数的代码涉及到struct device.等分析完struct device可以自行回过来看下这个函数的实现.实际上,这个函数是将用户输和的设备名称对应的设备与驱动匹配一次.

 

Autoprobe文件对应的读写操作为show_drivers_autoprobe, store_drivers_autoprobe.对应读的代码为:

static ssize_t show_drivers_autoprobe(struct bus_type *bus, char *buf)

{

     return sprintf(buf, "%d\n", bus->p->drivers_autoprobe);

}

它将总线对应的drivers_autoprobe的值输出到用户空间,这个值为1,自动将驱动与设备进行匹配.否则,反之.

写操作的代码如下:

static ssize_t store_drivers_autoprobe(struct bus_type *bus,

                          const char *buf, size_t count)

{

     if (buf[0] == '0')

         bus->p->drivers_autoprobe = 0;

     else

         bus->p->drivers_autoprobe = 1;

     return count;

}

写操作就会改变bus->p->drivers_autoprobe的值.

就这样,通过sysfs就可以控制总线是否要进行自动匹配了.

从这里也可以看出.内核开发者的思维是何等的灵活.

我们从sysfs中找个例子来印证一下:

Cd  / sys/bus/usb

ls命令查看:

devices  drivers  drivers_autoprobe  drivers_probe  uevent

与上面分析的相吻合

 

设备的注册接口为: device_register().

int device_register(struct device *dev)

{

     device_initialize(dev);

     return device_add(dev);

}

Device_initialize()中有几个很重要的操作,如下:

void device_initialize(struct device *dev)

{

     dev->kobj.kset = devices_kset;

     kobject_init(&dev->kobj, &device_ktype);

     klist_init(&dev->klist_children, klist_children_get,

            klist_children_put);

     INIT_LIST_HEAD(&dev->dma_pools);

     INIT_LIST_HEAD(&dev->node);

     init_MUTEX(&dev->sem);

     spin_lock_init(&dev->devres_lock);

     INIT_LIST_HEAD(&dev->devres_head);

     device_init_wakeup(dev, 0);

     set_dev_node(dev, -1);

}

在这里,它为device的内嵌kobject指定了ktypekset.device_kset的值如下:

devices_kset = kset_create_and_add("devices", &device_uevent_ops, NULL);

即对应sysfs中的/sys/devices

device_ktype 中对属性的读写操作同bus中的类似,被回溯到了struct device_attribute中的show store.

接着往下看device_add()的实现.这个函数比较长,分段分析如下:

int device_add(struct device *dev)

{

     struct device *parent = NULL;

     struct class_interface *class_intf;

     int error;

 

     dev = get_device(dev);

     if (!dev || !strlen(dev->bus_id)) {

         error = -EINVAL;

         goto Done;

     }

 

     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev->bus_id, __FUNCTION__);

 

     parent = get_device(dev->parent);

     setup_parent(dev, parent);

 

     /* first, register with generic layer. */

     error = kobject_add(&dev->kobj, dev->kobj.parent, "%s", dev->bus_id);

     if (error)

         goto Error;

     如果注册device的时候,没有指定父结点,kobject_add将会在/sys/device/下建立相同名称的目录

     /* notify platform of device entry */

     if (platform_notify)

         platform_notify(dev);

 

     /* notify clients of device entry (new way) */

     if (dev->bus)

         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,

                            BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE, dev);

 

忽略notify部份,这部份不会影响本函数的流程

 

     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;

     }

建立属性为uevent_attr的属性文件,如果device中指定了设备号,则建立属性为devt_attr的属性文件

 

     error = device_add_class_symlinks(dev);

     if (error)

         goto SymlinkError;

     error = device_add_attrs(dev);

     if (error)

         goto AttrsError;

     error = dpm_sysfs_add(dev);

     if (error)

         goto PMError;

     device_pm_add(dev);

在这里,不打算讨论class的部份,dpm pm是选择编译部份,不讨论. device_add_attrs中涉及到了group的部分,暂不讨论

     error = bus_add_device(dev);

     if (error)

         goto BusError;

     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);

     bus_attach_device(dev);

     if (parent)

         klist_add_tail(&dev->knode_parent, &parent->klist_children);

 

     if (dev->class) {

         down(&dev->class->sem);

         /* tie the class to the device */

         list_add_tail(&dev->node, &dev->class->devices);

 

         /* notify any interfaces that the device is here */

         list_for_each_entry(class_intf, &dev->class->interfaces, node)

              if (class_intf->add_dev)

                   class_intf->add_dev(dev, class_intf);

         up(&dev->class->sem);

     }

bus_add_device()会在对应总线代表目录的device目录下创建几个到device的链接.然后产生一个add事件,再调用bus_attach_device()去匹配已经注册到总线的驱动程序.全部做完之后,将设备挂到父结点的子链表.

 Done:

     put_device(dev);

     return error;

 BusError:

     device_pm_remove(dev);

 PMError:

     if (dev->bus)

         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,

                            BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE, dev);

     device_remove_attrs(dev);

 AttrsError:

     device_remove_class_symlinks(dev);

 SymlinkError:

     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);

     goto Done;

}

出错处理部份.

 

bus_attach_device()是一个很重要的函数。它将设备自动与挂在总线上面的驱动进行匹配。代码如下:

void bus_attach_device(struct device *dev)

{

     struct bus_type *bus = dev->bus;

     int ret = 0;

 

     if (bus) {

         dev->is_registered = 1;

         if (bus->p->drivers_autoprobe)

              ret = device_attach(dev);

         WARN_ON(ret < 0);

         if (ret >= 0)

              klist_add_tail(&dev->knode_bus, &bus->p->klist_devices);

         else

              dev->is_registered = 0;

     }

}

从上面的代码我们可以看出。只有在bus->p->drivers_autoprobe1的情况下,才会去自己匹配。这也就是bus目录下的drivers_probe 文件的作用.然后,将设备挂到总线的设备链表。

Device_attach()代码如下:

int device_attach(struct device *dev)

{

     int ret = 0;

 

     down(&dev->sem);

     if (dev->driver) {

         ret = device_bind_driver(dev);

         if (ret == 0)

              ret = 1;

         else {

              dev->driver = NULL;

              ret = 0;

         }

     } else {

         ret = bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);

     }

     up(&dev->sem);

     return ret;

}

对于设备自己已经指定驱动的情况,只需要将其直接和驱动绑定即可。如果没有指定驱动。就匹配总线之上的驱动。这是在bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);完成的。代码如下:

int bus_for_each_drv(struct bus_type *bus, struct device_driver *start,

              void *data, int (*fn)(struct device_driver *, void *))

{

     struct klist_iter i;

     struct device_driver *drv;

     int error = 0;

 

     if (!bus)

         return -EINVAL;

 

     klist_iter_init_node(&bus->p->klist_drivers, &i,

                   start ? &start->p->knode_bus : NULL);

     while ((drv = next_driver(&i)) && !error)

         error = fn(drv, data);

     klist_iter_exit(&i);

     return error;

}

很明显,这个函数就是遍历总线之上的驱动。每遍历一个驱动就调用一次回调函数进行判断。如果回调函数返回不为0。就说明匹配已经成功了。不需要再匹配剩余的。退出。在这里调用的回调函数是__device_attach().在这里。完全了设备与驱动匹配的最核心的动作。代码如下:

static int __device_attach(struct device_driver *drv, void *data)

{

     struct device *dev = data;

     return driver_probe_device(drv, dev);

}

转到driver_probe_device():

int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)

{

     int ret = 0;

 

     if (!device_is_registered(dev))

         return -ENODEV;

     if (drv->bus->match && !drv->bus->match(dev, drv))

         goto done;

 

     pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s\n",

          drv->bus->name, __FUNCTION__, dev->bus_id, drv->name);

 

     ret = really_probe(dev, drv);

 

done:

     return ret;

}

如果设备没有注册到总线之上。即dev->is_registered不为1. 就直接返回。

然后,再调用总线的match()函数进行匹配。如果match()函数返回0.说明匹配失败。那退出此函数。如果match函数返回1.说明初步的检查已经通过了。可以进入really_probe()再进行细致的检查。如果匹配成功,这个函数会返回1.此函数比较长而且比较重要,分段列出代码:

static int really_probe(struct device *dev, struct device_driver *drv)

{

     int ret = 0;

 

     atomic_inc(&probe_count);

     pr_debug("bus: '%s': %s: probing driver %s with device %s\n",

          drv->bus->name, __FUNCTION__, drv->name, dev->bus_id);

     WARN_ON(!list_empty(&dev->devres_head));

 

     dev->driver = drv;

     if (driver_sysfs_add(dev)) {

         printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed\n",

              __FUNCTION__, dev->bus_id);

         goto probe_failed;

     }

先假设驱动和设备是匹配的。为设备结构设置驱动成员。使其指向匹配的驱动。然后再调用driver_sysfs_add()建立几个符号链接。这几个链接分别为:

1:在驱动目录下建立一个到设备的同名链接

2:在设备目录下建立一个名为driver。到驱动的链接

 

     if (dev->bus->probe) {

         ret = dev->bus->probe(dev);

         if (ret)

              goto probe_failed;

     } else if (drv->probe) {

         ret = drv->probe(dev);

         if (ret)

              goto probe_failed;

     }

然后,再调用总线的probe函数。如果总线的此函数不存在。就会调用驱动的probe函数。如果匹配成功,返回0.如果不成功,就会跳转到probe_failed

 

     driver_bound(dev);

     ret = 1;

     pr_debug("bus: '%s': %s: bound device %s to driver %s\n",

          drv->bus->name, __FUNCTION__, dev->bus_id, drv->name);

     goto done;

到这里。设备和驱动已经匹配成功,调用driver_bound()将其关联起来。在这个函数里:

会将设备加至驱动的设备链表。这在我们之前分析bus,device driver中分析到的。相关的代码如下示:

     klist_add_tail(&dev->knode_driver, &dev->driver->p->klist_devices);

至此,这个匹配过程已经圆满结束了。返回1

 

probe_failed:

     devres_release_all(dev);

     driver_sysfs_remove(dev);

     dev->driver = NULL;

 

     if (ret != -ENODEV && ret != -ENXIO) {

         /* driver matched but the probe failed */

         printk(KERN_WARNING

                "%s: probe of %s failed with error %d\n",

                drv->name, dev->bus_id, ret);

     }

     /*

      * Ignore errors returned by ->probe so that the next driver can try

      * its luck.

      */

     ret = 0;

这里是匹配不成功的处理,在这里,删除之前建立的几个链接文件,然后将设备的driver域置空。

done:

     atomic_dec(&probe_count);

     wake_up(&probe_waitqueue);

     return ret;

}

 

从上面的分析可以看到,对应创建的属性文件分别为:uevent_attr devt_attr。它们的定义如下:

static struct device_attribute uevent_attr =

     __ATTR(uevent, S_IRUGO | S_IWUSR, show_uevent, store_uevent);

static struct device_attribute devt_attr =

     __ATTR(dev, S_IRUGO, show_dev, NULL);

uevent_attr对应的读写函数分别为:show_uevent store_uevent。先分析读操作。它的代码如下:

static ssize_t show_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,

                 char *buf)

{

     struct kobject *top_kobj;

     struct kset *kset;

     struct kobj_uevent_env *env = NULL;

     int i;

     size_t count = 0;

     int retval;

 

     /* search the kset, the device belongs to */

     top_kobj = &dev->kobj;

     while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent)

         top_kobj = top_kobj->parent;

     if (!top_kobj->kset)

         goto out;

 

     kset = top_kobj->kset;

     if (!kset->uevent_ops || !kset->uevent_ops->uevent)

         goto out;

 

     /* respect filter */

     if (kset->uevent_ops && kset->uevent_ops->filter)

         if (!kset->uevent_ops->filter(kset, &dev->kobj))

              goto out;

 

     env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL);

     if (!env)

         return -ENOMEM;

 

     /* let the kset specific function add its keys */

     retval = kset->uevent_ops->uevent(kset, &dev->kobj, env);

     if (retval)

         goto out;

 

     /* copy keys to file */

     for (i = 0; i < env->envp_idx; i++)

         count += sprintf(&buf[count], "%s\n", env->envp[i]);

out:

     kfree(env);

     return count;

}

从代码可以看出。这里会显示出由设备对应的kset.也就是由devices_kset所产生的环境变量。例如,在shell中输入如下指令:

Cat /sys/devices/LNXSYSTM:00/ uevent

输出结果如下:

PHYSDEVBUS=acpi

MODALIAS=acpi:LNXSYSTM:

这就是由devices_kset所添加的环境变量

 

写操作对应的代码如下:

static ssize_t store_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,

                  const char *buf, size_t count)

{

     enum kobject_action action;

 

     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0) {

         kobject_uevent(&dev->kobj, action);

         goto out;

     }

 

     dev_err(dev, "uevent: unsupported action-string; this will "

              "be ignored in a future kernel version\n");

     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);

out:

     return count;

}

从上面的代码可以看出。这个文件的作用是输入一个字符字串。如果字符不合法,就会默认产生一个add事件。

 

devt_attr对应的读写函数为show_dev NULL.写函数为空,也就是说这个属性文件不允许写。只允许读。读操作的代码如下示:

static ssize_t show_dev(struct device *dev, struct device_attribute *attr,

              char *buf)

{

     return print_dev_t(buf, dev->devt);

}

也就是说,会将设备号显示出来.

 

分析完了bus.device.再接着分析driver.这里我们要分析的最后一个元素了。耐着性子往下看,快要完了^_^

 

驱动注册的接口为:driver_register().代码如下:

int driver_register(struct device_driver *drv)

{

     int ret;

 

     if ((drv->bus->probe && drv->probe) ||

         (drv->bus->remove && drv->remove) ||

         (drv->bus->shutdown && drv->shutdown))

         printk(KERN_WARNING "Driver '%s' needs updating - please use "

              "bus_type methods\n", drv->name);

     ret = bus_add_driver(drv);

     if (ret)

         return ret;

     ret = driver_add_groups(drv, drv->groups);

     if (ret)

         bus_remove_driver(drv);

     return ret;

}

如果设备与总线定义了相同的成员的函数。内核是优先使用bus中定义的.这一点我们在分析device注册的时候已经分析过。所以。这里打印出警告信息,用来提醒代码编写者。在这里,忽略有关group的东西。剩余的便只剩下bus_add_driver().代码如下:

int bus_add_driver(struct device_driver *drv)

{

     struct bus_type *bus;

     struct driver_private *priv;

     int error = 0;

 

     bus = bus_get(drv->bus);

     if (!bus)

         return -EINVAL;

 

     pr_debug("bus: '%s': add driver %s\n", bus->name, drv->name);

 

     priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);

     if (!priv) {

         error = -ENOMEM;

         goto out_put_bus;

     }

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

     priv->driver = drv;

     drv->p = priv;

     priv->kobj.kset = bus->p->drivers_kset;

     error = kobject_init_and_add(&priv->kobj, &driver_ktype, NULL,

                        "%s", drv->name);

初始化驱动的driver_private域。使其内嵌的kobjectksetbus中的drivers_kset.这样,这个内嵌的kobject所生成的目录就会存在于bus对应目录的driver目录之下。这里还要注意的是,为内嵌kobject指定的ktypedriver_ktype.属性文件的读写操作都回回溯到struct driver_attribute中。这在之后再分析.

 

     if (error)

         goto out_unregister;

 

     if (drv->bus->p->drivers_autoprobe) {

         error = driver_attach(drv);

         if (error)

              goto out_unregister;

     }

     klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers);

b

     module_add_driver(drv->owner, drv);

如果总线允许自动进行匹配。就会调用driver_attach()进行这个自己匹配过程。这个函数跟我们在上面分析的device自动匹配过程是一样的。请自行分析.最后,将驱动挂到bus对应的驱动链表

 

     error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent);

     if (error) {

         printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed\n",

              __FUNCTION__, drv->name);

     }

生成一个属性为driver_attr_uevent的属性文件

 

     error = driver_add_attrs(bus, drv);

     if (error) {

         /* How the hell do we get out of this pickle? Give up */

         printk(KERN_ERR "%s: driver_add_attrs(%s) failed\n",

              __FUNCTION__, drv->name);

     }

bus中的driver属性生成属性文件

 

     error = add_bind_files(drv);

     if (error) {

         /* Ditto */

         printk(KERN_ERR "%s: add_bind_files(%s) failed\n",

              __FUNCTION__, drv->name);

     }

生成属性为driver_attr_unbinddriver_attr_bind的属性文件

 

     kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);

生成一个add事件

     return error;

out_unregister:

     kobject_put(&priv->kobj);

out_put_bus:

     bus_put(bus);

     return error;

}

总的来说,这个函数比较简单。其中涉及到的子函数大部份都在之前分析过。我们接下来分析一下。它所创建的几个属性文件的含义。

如上所述。在这里会创建三个属性文件,对应属性分别为:driver_attr_ueventdriver_attr_unbinddriver_attr_bind。这几个属性的定义如下:

static DRIVER_ATTR(uevent, S_IWUSR, NULL, driver_uevent_store);

static DRIVER_ATTR(unbind, S_IWUSR, NULL, driver_unbind);

static DRIVER_ATTR(bind, S_IWUSR, NULL, driver_bind);

DRIVER_ATTR宏的定义如下:

#define DRIVER_ATTR(_name, _mode, _show, _store)   \

struct driver_attribute driver_attr_##_name =      \

     __ATTR(_name, _mode, _show, _store)

 

对于driver_attr_uevent.它的读写函数分别为:NULLdriver_uevent_store。也就是说这个文件只允许写,不允许读操作。写操作的代码如下示:

static ssize_t driver_uevent_store(struct device_driver *drv,

                      const char *buf, size_t count)

{

     enum kobject_action action;

 

     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0)

         kobject_uevent(&drv->p->kobj, action);

     return count;

}

很明显,这是一个手动产生事件的过程。用户可间可以写事件到这个文件来产生事件。

对于driver_unbind.它的读写函数分别为:NULL driver_unbind。这个文件也是不允许读的。写操作代码如下:

static ssize_t driver_unbind(struct device_driver *drv,

                   const char *buf, size_t count)

{

     struct bus_type *bus = bus_get(drv->bus);

     struct device *dev;

     int err = -ENODEV;

 

     dev = bus_find_device_by_name(bus, NULL, buf);

     if (dev && dev->driver == drv) {

         if (dev->parent)   /* Needed for USB */

              down(&dev->parent->sem);

         device_release_driver(dev);

         if (dev->parent)

              up(&dev->parent->sem);

         err = count;

     }

     put_device(dev);

     bus_put(bus);

     return err;

}

从上面的代码可以看出。写入文件的是一个设备名称。这个函数对应操作是将这个设备与驱动的绑定分离开来。

 

driver_attr_bind属性对应的读写函数分别为NULLdriver_attr_bind 即也是不允许写的。从字面意思和上面分析的driver_attr_unbind操作代码来看,这个属性对应的写函数应该是将写入的设备文件与此驱动绑定起来。我们来看下代码。以证实我们的猜测。代码如下:

static ssize_t driver_bind(struct device_driver *drv,

                 const char *buf, size_t count)

{

     struct bus_type *bus = bus_get(drv->bus);

     struct device *dev;

     int err = -ENODEV;

 

     dev = bus_find_device_by_name(bus, NULL, buf);

     if (dev && dev->driver == NULL) {

         if (dev->parent)   /* Needed for USB */

              down(&dev->parent->sem);

         down(&dev->sem);

         err = driver_probe_device(drv, dev);

         up(&dev->sem);

         if (dev->parent)

              up(&dev->parent->sem);

 

         if (err > 0) {

              /* success */

              err = count;

         } else if (err == 0) {

              /* driver didn't accept device */

              err = -ENODEV;

         }

     }

     put_device(dev);

     bus_put(bus);

     return err;

}

果然,和我们猜测的是一样的。

 

五:小结

在这一节里,分析了设备模型中的最底层的元素和他们之间的关系。也分析了它们建立的几个属性文件的含义。到这里,我们已经可以自己写驱动架构代码了.^_^

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