Linux设备模型－－总线

Linux设备模型是由总线（bus_type），设备（device），驱动（device_driver）这三个数据结构来描述的。在设备模型中，所有的设备都通过总线来连接。即使有些设备没有连接到一根物理上的总线，Linux为其设置了一个内部的，虚拟的platform总线，来维持总线，驱动，设备的关系。总线是处理器与一个或者多个设备之间的通道。比如一个USB控制器通常是一个PCI设备，设备模型展示了总线和他们所控制的设备之间的连接。linux设备模型中，总线由bus_type结构表示，定义在

struct bus_type {  

    const char      *name;       //总线类型的名称  

    struct bus_attribute    *bus_attrs;  //总线属性  

    struct device_attribute *dev_attrs;  //设备属性  

    struct driver_attribute *drv_attrs;  //驱动属性  

    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;  

    struct bus_type_private *p;  

};  

struct bus_type_private {  

    struct kset subsys;                  //该总线的subsystem 

    struct kset *drivers_kset;           //所有与该总线相关的驱动集合  

    struct kset *devices_kset;           //所有挂接在该总线上的设备集合  

    struct klist klist_devices;  

    struct klist klist_drivers;  

    struct blocking_notifier_head bus_notifier;  

    unsigned int drivers_autoprobe:1;  

    struct bus_type *bus;  

};  

总线的注册使用bus_register(struct bus_type *bus)若成功，新的总线将被添加进系统，并可在sysfs的/sys/bus下看到
总线的删除使用void bus_unregister(struct bus_type *bus)

我们在深入看bus_register这个函数

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->busbus = 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;

retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);
if (retval)
goto bus_uevent_fail;


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);

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;

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;
}

从这里

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

可以看得出总线初始化了自己的kset对象。kset在后续文件中有讲到。

int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);匹配设备和驱动程序。

当一个新设备或者驱动被添加到这个总线时，该方法被调用，用于判断指定的驱动和谐是否能处理指定的设备。若可以，则返回非零值。后面的测试程序采用匹配设备的dev->bus_id字符串和驱动的drv->name字符串是否相同来判断驱动是否能处理该设备。

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

在为用户空间产生热插拔事件之前，这个方法允许总线添加环境变量

总线属性由bus_attribute结构描述

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);  

};  

创建属性

int bus_create_file(struct bus_type *bus,struct bus_attribute *attr)

删除属性

int bus_remove_file(struct bus_type *bus,struct bus_attribute *attr)

注意下面这个内核定义的宏后面的例子会用到

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

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

在编译时创建和初始化bus_attribute结构，它将bus_attr_作为给定前缀来创建总线的真正名称。

如：static BUS_ATTR(version, S_IRUGO, show_bus_version, NULL);

将创建一个bus_attr_version结构体对象。

添加总线例子：

#include

#include

#include

#include

#include

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);

创建一条名为my_bus_type的总线和一个名为my_bus的总线设备，注意总线也是一个设备，也需要注册。

测试结果：

运行后，查看/sys/bus/目录

ls /sys/bus/

acpi  i2c  mdio_bus my_bus pci_express  platform  scsi   usb

hid   isa  pci       pcmcia