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【linux】驱动-6-总线-设备-驱动

时间：2021-03-30 16:25:32   收藏：0   阅读：21

目录

前言

6. 总线-设备-驱动

总线-设备-驱动 又称为 设备驱动模型。

6.1 概念

总线（bus)：负责管理挂载对应总线的设备以及驱动；
设备(device)：挂载在某个总线的物理设备；
驱动(driver)：与特定设备相关的软件，负责初始化该设备以及提供一些操作该设备的操作方式；
类(class)：对于具有相同功能的设备，归结到一种类别，进行分类管理；

6.2 工作原理

以下只说 总线-设备-驱动 模式下的操作
总线：

6.3 总线

6.3.1 总线介绍

总线：

总线驱动：

总线结构体：

struct bus_type {
    const char              *name;
    const struct attribute_group **bus_groups;
    const struct attribute_group **dev_groups;
    const struct attribute_group **drv_groups;

    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);

    int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);
    int (*resume)(struct device *dev);

    const struct dev_pm_ops *pm;

    struct subsys_private *p;
};

6.3.2 注册总线

在实际的驱动开发中，Linux 已经为我们编写好了大部分的总线驱动。
但是内核也提供了注册总线的 API。

bus_register()：

bus_unregister()：

当我们成功注册总线时，会在 /sys/bus/ 目录下创建一个新目录，目录名为我们新注册的总线名。

6.4 设备

6.4.1 设备介绍

在 /sys/devices 目录记录了系统中所有的设备。
/sys 下的所有设备文件和 /sys/dev 下的所有设备节点都是链接文件，实际上都指向了对应的设备文件。

device 结构体：

struct device 
{
        const char *init_name;
        struct device           *parent;
        struct bus_type *bus;
        struct device_driver *driver;
        void            *platform_data;
        void            *driver_data;
        struct device_node      *of_node;
        dev_t                   devt;
        struct class            *class;
        void (*release)(struct device *dev);
        const struct attribute_group **groups;  /* optional groups */
        struct device_private   *p;
};

6.4.2 设备注册、注销

在前面的字符设备驱动编写中，我们使用到了 device_create() 函数和 device_destroy() 函数来创建和删除设备。

现在介绍向总线注册和注销设备。
向总线注册设备：

向总线注销设备：

6.5 驱动

6.5.1 驱动介绍

driver 结构体：


struct device_driver 
{
        const char              *name;
        struct bus_type         *bus;

        struct module           *owner;
        const char              *mod_name;      /* used for built-in modules */

        bool suppress_bind_attrs;       /* disables bind/unbind via sysfs */

        const struct of_device_id       *of_match_table;
        const struct acpi_device_id     *acpi_match_table;

        int (*probe) (struct device *dev);
        int (*remove) (struct device *dev);

        const struct attribute_group **groups;
        struct driver_private *p;
};

6.4.2 驱动注册、注销

向总线注册驱动：

向总线注销驱动：

6.5 便解图文

数据结构该系统：

注册流程图：

6.6 attribute属性文件

6.6.1 attribute 介绍

attribute 结构体：

struct attribute {
    const char              *name;
    umode_t                 mode;
};

bus_type、device、device_driver 结构体中都包含了一种数据类型 struct attribute_group，它是多个 attribute 文件的集合， 利用它进行初始化，可以避免一个个注册 attribute。

struct attribute_group 结构体：

struct attribute_group 
{
    const char              *name;
    umode_t                 (*is_visible)(struct kobject *, struct attribute *, int);
    struct attribute        **attrs;
    struct bin_attribute   **bin_attrs;
};

6.6.2 设备属性文件

Linux 提供注册和注销设备属性文件的 API。我们可以通过这些 API 直接在用户层进行查询和修改。

struct device_attribute 结构体：

struct device_attribute 
{
    struct attribute        attr;
    ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr, char *buf);
    ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t count);
};

#define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store)            struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
extern int device_create_file(struct device *device, const struct device_attribute *entry);
extern void device_remove_file(struct device *dev, const struct device_attribute *attr);

6.6.3 驱动属性文件

Linux 提供注册和注销驱动属性文件的 API。我们可以通过这些 API 直接在用户层进行查询和修改。

struct driver_attribute 结构体：

struct driver_attribute
{
    struct attribute attr;
    ssize_t (*show)(struct device_driver *driver, char *buf);
    ssize_t (*store)(struct device_driver *driver, const char *buf, size_t count);};

#define DRIVER_ATTR_RW(_name)            struct driver_attribute driver_attr_##_name = __ATTR_RW(_name)
#define DRIVER_ATTR_RO(_name)            struct driver_attribute driver_attr_##_name = __ATTR_RO(_name)
#define DRIVER_ATTR_WO(_name)            struct driver_attribute driver_attr_##_name = __ATTR_WO(_name)

extern int __must_check driver_create_file(struct device_driver *driver, const struct driver_attribute *attr);
extern void driver_remove_file(struct device_driver *driver, const struct driver_attribute *attr);

6.6.4 总线属性文件

struct bus_attribute 结构体：

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);
};

#define BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store)                  struct bus_attribute bus_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
           
extern int __must_check bus_create_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
extern void bus_remove_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);

6.7 匹配规则 **

下章笔记就是记录平台设备。本次匹配规则就参考 平台设备驱动 源码。

6.7.1 最先比较

最先比较 platform_device.driver_override 和 platform_driver.driver.name。

可以设置 platform_device 的 driver_override，强制选择某个 platform_driver。

6.7.2 其次比较

其次比较 platform_device.name 和 platform_driver.id_table[i].name。

platform_driver.id_table 是 platform_device_id 指针，表示该 drv 支持若干个 device，它里面列出了各个 device 的 {.name, .driver_data}，其中的 name 表示该 drv 支持的设备的名字，driver_data是些提供给该 device 的私有数据。

6.7.3 最后比较

最后比较 platform_device.name 和 platform_driver.driver.name。

由于 platform_driver.id_table 可能为空，所以，接下来就可以使用 platform_driver.driver.name 来匹配。

6.7.4 函数调用关系

platform_device_register
platform_device_add
    device_add
        bus_add_device // 放入链表
        bus_probe_device // probe 枚举设备，即找到匹配的(dev, drv)
            device_initial_probe
                __device_attach
                    bus_for_each_drv(...,__device_attach_driver,...)
                        __device_attach_driver
                            driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
                            driver_probe_device // 调用 drv 的 probe
                            
                            
platform_driver_register
__platform_driver_register
    driver_register
        bus_add_driver // 放入链表
            driver_attach(drv)
                bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);
                    __driver_attach
                        driver_match_device(drv, dev) // 是否匹配
                        driver_probe_device // 调用 drv 的 probe

6.8 实现设备模型的简要步骤 *

总线、设备、驱动都基于驱动模型上实现，方便插入。

模块三步骤：

  1. 入口函数；
  2. 出口函数；
  3. 协议。

6.8.1 总线

  1. 实现总线结构体内容；
  2. 填充总线结构体；
  3. 实现属性文件内容，包括设置属性文件结构体；
  4. 注册总线；（模块入口函数）
  5. 创建属性文件；
  6. 移除属性文件；（模块出口函数）
  7. 注销总线。

6.8.2 设备

  1. 声明外部总线变量；
  2. 实现设备结构体内容；
  3. 填充设备结构体；
  4. 实现属性文件内容，包括设置属性文件结构体；
  5. 注册设备；（模块入口函数）
  6. 创建属性文件；
  7. 移除属性文件；（模块出口函数）
  8. 注销设备。

6.8.3 驱动

  1. 声明外部总线变量；
  2. 实现驱动结构体内容；
  3. 填充驱动结构体；
  4. 实现属性文件内容，包括设置属性文件结构体；
  5. 注册驱动；（模块入口函数）
  6. 创建属性文件；
  7. 移除属性文件；（模块出口函数）
  8. 注销驱动。

参考

原文：https://www.cnblogs.com/lizhuming/p/14596239.html

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