linux设备：总线设备

原文地址：http://blog.chinaunix.net/uid-24631445-id-3418241.html

如何创建总线设备？

linux中用struct bus_type来表示总线类型，

用struct bus_attribute来表示总线属性。

当你定义一个struct bus_type对象后，调用bus_register()来注册总线，注册总线也就是将其加入整个设备模型中。

在注册总线时，会调用bus_create_file来为属性创建文件。

下面来看linux内核是如何创建一个PCI总线的。

1：总线类型的结构体和pci_bus_type变量。 

比较复杂，目前只需关注这些结构体中红色的域。

struct bus_type {
    const char        *name;
    struct bus_attribute    *bus_attrs;
    struct device_attribute    *dev_attrs;
    struct driver_attribute    *drv_attrs;

    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 (*resume)(struct device *dev);

    const struct dev_pm_ops *pm;

    struct bus_type_private *p;
};

struct bus_type_private {
    struct kset subsys;
    struct kset *drivers_kset;
    struct kset *devices_kset;
    struct klist klist_devices;
    struct klist klist_drivers;
    struct blocking_notifier_head bus_notifier;
    unsigned int drivers_autoprobe:1;
    struct bus_type *bus;
};

struct bus_type pci_bus_type = {
    .name        = "pci",
    .match        = pci_bus_match,
    .uevent        = pci_uevent,
    .probe        = pci_device_probe,
    .remove        = pci_device_remove,
    .shutdown    = pci_device_shutdown,
    .dev_attrs    = pci_dev_attrs,
    .bus_attrs    = pci_bus_attrs,
    .pm        = PCI_PM_OPS_PTR,
};


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);
};

上面定义了变量pci_bus_type，下面就是用bus_register来注册总线了。

2：bus_register

又是一个大函数，只需关心前面的部分。

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;

    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);

    /*
此函数创建了两个属性文件 drivers_autoprobe和drivers_probe，相应变量的定义为：

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);
*/

    retval = add_probe_files(bus);
    if (retval)
        goto bus_probe_files_fail;
/* 对struct bus_type中的bus_attrs数组中的属性，调用bus_create_file来创建属性文件，
对pci_bus_type，就是为pci_bus_attrs中的属性创建文件(rescan文件） */
    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:
    bus->p = NULL;
    return retval;
}

第6行：分配了一个bus_type_private对象，priv

第15行：设置priv->subsys.kobj的名字，由pci_bus_type变量可知，subsys.kobj的名字为“PCI”

第19,20行：设定了subsys.kobj.kset和ktype

bus_kset变量最初是用buses_init()函数初始化的，函数可以看下面的分析。

bus_ktype的定义如下

struct kobj_type bus_ktype = {

    .sysfs_ops = &bus_sysfs_ops,

};

关于bus_sysfs_ops，也在后面描述

第23行调用了kset_register(&priv->subsys)，这个函数的作用就是将kset结构放入设备模型中去（我应该画个图来说明注册后是个什么情况），另外这个函数会调用kobject_add_internal来在/sys/bus/目录下创建pci目录。

第27行调用bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent)为属性bus_attr_uevent来创建文件，

bus_create_file就是调用下sysfs_create_file而已。这个创建出的文件就是/sys/bus/pci/下的uevent文件。

bus_attr_uevent的定义如下：

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

等价于

struct bus_attribute bus_attr_uevent {

    .attr = {.mode = S_IWUSR },

    .show = NULL,

    .store = bus_uevent_store

};

使用ls -l /sys/bus/pci/uevent来查看文件属性的时候，会发现该文件只有写属性，没有读属性。

--w------- 1 root root 4096 2012-11-22 23:13 /sys/bus/pci/uevent

关于bus_register之后的就是注册device和driver之类的了，目前不关心。

3：bus_kset变量

该变量使用buses_init()来初始化。

int __init buses_init(void)
{
    bus_kset = kset_create_and_add("bus", &bus_uevent_ops, NULL);
    if (!bus_kset)
        return -ENOMEM;
    return 0;
}

第3行调用kset_create_and_add来注册并创建/sys/bus目录，因此bus_kset是bus目录下其他目录对应的kobject的父亲。

至于此函数是何时由何人调用，目前我不知道。

4：bus_ktype变量

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;
}

static struct sysfs_ops bus_sysfs_ops = {
    .show    = bus_attr_show,
    .store    = bus_attr_store,
};

static struct kobj_type bus_ktype = {
    .sysfs_ops    = &bus_sysfs_ops,
};

这样当对uevent文件有write操作时，会发生什么？

setp 1：write操作会引起对priv->subsys.kobj->ktype.store的调用，在这里也就是调用bus_ktype.bus_sysfs_ops.store

step 2：调用bus_attr_sore函数，该函数利用attr和函数to_bus_attr找到bus_attr_uevent变量

step 3：调用bus_attr_uevent.store函数，即bus_uevent_store函数。

4：相应的bus_unregister和bus_remove_file这里不描述。

这样便在/sys/bus目录下创建除了pci目录，以及pci目录下的uevent， 也知道要写文件uevent时最终会调用哪个函数了。

随便看下就知道/sys/bus/目录下全部都是关于总线的子目录，每个总线的子目录中总有uevent文件, devices目录和drivers目录。