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2012-10-17 11:04:47

原文地址:Linux设备模型--总线 作者:mutes

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
  1. int bus_register(struct bus_type *bus)  
  2. {  
  3. int retval;  
  4. struct bus_type_private *priv;  
  5. priv = kzalloc(sizeof(struct bus_type_private), GFP_KERNEL);  
  6. if (!priv)  
  7. return -ENOMEM;  
  8. priv->busbus = bus;  
  9. bus->p = priv;  
  1. BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(&priv->bus_notifier);  
  2. retval = kobject_set_name(&priv->subsys.kobj, "%s", bus->name);  
  3. if (retval)  
  4. goto out;  
  5.   
  6. priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;  
  7. priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;  
  8. priv->drivers_autoprobe = 1;  
  9.   
  10. retval = kset_register(&priv->subsys);  
  11. if (retval)  
  12. goto out;  
  13.   
  14. retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);  
  15. if (retval)  
  16. goto bus_uevent_fail;  
  17.   
  18.   
  19. priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL,  
  20. &priv->subsys.kobj);  
  21. if (!priv->devices_kset) {  
  22. retval = -ENOMEM;  
  23. goto bus_devices_fail;  
  24. }  
  25.   
  26.   
  27. priv->drivers_kset = kset_create_and_add("drivers", NULL,  
  28. &priv->subsys.kobj);  
  29. if (!priv->drivers_kset) {  
  30. retval = -ENOMEM;  
  31. goto bus_drivers_fail;  
  32. }  
  33.   
  34.   
  35. klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put);  
  36. klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL);  
  37.   
  38. retval = add_probe_files(bus);  
  39. if (retval)  
  40. goto bus_probe_files_fail;  
  41.   
  42. retval = bus_add_attrs(bus);  
  43. if (retval)  
  44. goto bus_attrs_fail;  
  45.   
  46. pr_debug("bus: '%s': registered\n", bus->name);  
  47. return 0;  
  48.   
  49. bus_attrs_fail:  
  50. remove_probe_files(bus);  
  51. bus_probe_files_fail:  
  52. kset_unregister(bus->p->drivers_kset);  
  53. bus_drivers_fail:  
  54. kset_unregister(bus->p->devices_kset);  
  55. bus_devices_fail:  
  56. bus_remove_file(bus, &bus_attr_uevent);  
  57. bus_uevent_fail:  
  58. kset_unregister(&bus->p->subsys);  
  59. kfree(bus->p);  
  60. out:  
  61. return retval;  
  62. }  

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 
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