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2011年(41)

分类: 嵌入式

2011-09-10 09:18:25

文章转载至多个地方,网上拼凑的一篇文章,说的好听一些的话那就叫自己总结的文章,只 是多次引用啊,哈哈,哎,不管了,反正这个有利用学习进步就好,这是重要的,文章转载过来要经过一篇大脑才能成为自己的,以后千万要注意这点,不要把大好 的文章转载放在博客里面不管了,等到那一天遇到同样的问题了上网一搜搜到自己博客里面来了,嘿嘿。转入正题,linux设备驱动的总线,设备和驱动。

linux设备驱动的难点在于复杂的,庞大的结构。理清楚结构和一个结构与另外结构的关系,以及linux设备驱动的层次性和层次封装抽象性。对于linux设备驱动的结构有点像C++中的类,而层次与抽象有点像继承的关系。

一、总线、设备、驱动的主要三个结构关系

structbus_type 
---------------------------------
    struct bus_type中为devices和drivers准备了两个链表:
    struct klist klist_devices
    struct klist klist_drivers

struct device
---------------------------------
    struct device有两个成员
    struct bus_type      *bus     记录的是这个设备连在哪条总线上
    struct device_driver *driver 记录的是这个设备用的是哪个驱动

struct device_driver
---------------------------------
    struct device_driver同样有两个成员
    struct bus_type *bus          代表的是这个驱动属于哪条总线       
    struct klist    klist_devices 记录的是这个驱动支持的那些设备,没错,是devices(复数),因为一个驱动程序可以支持一个或多个设备,反过来一个设备则只会绑定给一个驱动程序.

二、总线,设备,驱动的关联

总线将设备和驱动绑定。在系统每注册一个设备的时候,会寻找与之匹配的驱动;相反的,在系统每 注册一个驱动的时候,会寻找与之匹配的设备,而匹配由总线完成。一个现实的Linux设备和驱动通常都需要挂接在一种总线上。设备与驱动的关联通过总线的match()方法进行匹配,驱动挂载总线时与所有设备进行匹配,设备挂载总线时与所有的驱动进行匹配,所以驱动和设备的挂载无先后之分。匹配成功后会通过调用驱动的probo()方法来初始化设备。

三、总线,设备,驱动的注册

设备与驱动需要挂载在总线上,需要指明驱动与设备是属于哪条总线的,所以设备与驱动需要注册。而总线在linux系统中也是属于设备,所以总线也要注册,同时要先有总线而后才能注册设备和驱动,所以总线要先注册。

总 线在linux系统中有俩种,一是实际存在的总线 pci  usb 等等,还有一类是虚拟存在的总线 platform ,platform总线主要是用于集成在SoC系统的设备,使得每一个设备都属于一条总线,相应的设备称为platform_device,而驱动成为 platform_driver。linux驱动中platform总线用的非常多,以platform总线说明总线,设备,驱动的注册顺序,注意这里是以先调加设备为例。

1. platform_bus_type -- 总线 先被kenrel 注册。

2. 系统初始化过程中调用platform_add_devices 或者platform_device_register ,将平台设备(platform devices) 注册到平台总线中( platform_bus_type )
3. 平台驱动(platform driver) 与平台设备(platform device) 的关联是在platform_driver_register 或者driver_register 中实现,一般这个函数在驱动的初始化过程调用。

通过这三步,就将平台总线,设备,驱动关联起来。

1. platform bus 先被kenrel 注册。
------------------------------------------------------
do_basic_setup() --> - driver_init() --> - platform_bus_init() -->bus_register()


2. 系统初始化过程中调用platform_add_devices 或者platform_device_register ,将平台设备(platform devices) 注册到平台总线中( platform_bus_type )
------------------------------------------------------
系统启动阶段,总线的驱动链表还是空的,所以启动阶段的platform_add_devices() 只负责将设备添加到总线的设备链表上。

linux 2.6.26/drivers/base/platform.c
int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)
{
     ...
     ret = platform_device_register (devs[i]);
     ...
}

int platform_device_register(struct platform_device *pdev)
{
     device_initialize(&pdev >dev);
     return platform_device_add (pdev);
}

int platform_device_add (struct platform_device *pdev)
{
     ...
     pdev >dev.bus = &platform_bus_type;
     ...
     ret = device_add (&pdev >dev);
     ...
}

device_add()   >   bus_attach_device()

void bus_attach_device(struct device *dev)
{
     struct bus_type *bus = dev >bus;
     int ret = 0;

     if (bus) {
         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);
     }
}

device_attach() 的返回值:
1 设备和驱动匹配成功
0 设备已经注册,但是总线上没有与之相匹配的驱动( 系统启动阶段,由于总线上还没有驱动,所以设备在此匹配不到与之对应的驱动,只是将其添加到总线的设备链表)
-ENODEV 设备没有注册(registered) -- 设备在哪里注册?

如果设备和驱动匹配成功; 或者设备已经注册,但是总线上没有与之相匹配的驱动 ,bus_attach_device() 将调用klist_add_tail() 将设备添加到总线的设备链表尾部。

四、附录linux内核中的platform的几个结构源代码

  1.  // 所在目录:kernel/include/linux/platform_device.h    
  2.  struct platform_device    
  3.  {    
  4.     const char  * name;/* 设备名 */    
  5.     u32      id;    
  6.     struct device dev;    
  7.     u32  num_resources;/* 设备所使用各类资源数量 */    
  8.     struct resource * resource;/* 资源 */    
  9. };    
  10.  // 所在目录:include/linux/ioport.h    
  11. struct resource    
  12. {    
  13.     resource_size_t start;  /*  资源的开始值  */    
  14.     resource_size_t end;    /*  资源的结束值  */    
  15.     const char      *name;  /*  资源的名字  */    
  16.     unsigned long   flags;  /*  资源的类型值,如可以是:mem,io,irq,dma等等 */    
  17.     struct resource *parent, *sibling, *child;    
  18. };    
  19. // 所在目录:kernel/include/linux/ioport.h    
  20. struct platform_driver    
  21. {    
  22.    int (*probe)(struct platform_device *);    
  23.    int (*remove)(struct platform_device *);    
  24.    void (*shutdown)(struct platform_device *);    
  25.    int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);    
  26.    int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);    
  27.    int (*resume_early)(struct platform_device *);    
  28.    int (*resume)(struct platform_device *);    
  29.    struct pm_ext_ops *pm;    
  30.    struct device_driver driver;    
  31. };    
  32. // 所在目录:include/linux/device.h    
  33. struct device_driver    
  34. {    
  35.         char                    * name;    
  36.         struct bus_type         * bus;    
  37.         rwlock_t                lock;    
  38.         atomic_t                refcount;    
  39.         list_t                  bus_list;    
  40.         list_t                  devices;    
  41.         struct driver_dir_entry dir;    
  42.         int     (*probe)        (struct device * dev);    
  43.         int     (*remove)       (struct device * dev);    
  44.         int     (*suspend)      (struct device * dev, u32 state, u32 level);    
  45.         int     (*resume)       (struct device * dev, u32 level);    
  46.         void    (*release)      (struct device_driver * drv);    
  47. };    

文章内容多为转载,但是也经过我一番整理,发现其实整理一下自己也学到了很多。
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