linux设备驱动之总线、设备、驱动

jen_yimu 发表于 2011-12-23 02:09

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
struct<a href="http://hi.baidu.com/zengzhaonong/blog/item/b64f24c792ce21ded0006012.html" target="_blank" target="_blank">bus_type 
</a> 
--------------------------------- 
    struct bus_type中为devices和drivers准备了两个链表: 
    struct klist klist_devices 
    struct klist klist_drivers 
 
struct <a href="http://hi.baidu.com/zengzhaonong/blog/item/097c0117c46360034b90a701.html" target="_blank" target="_blank">
device</a> 
--------------------------------- 
    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 <a href="http://hi.baidu.com/zengzhaonong/blog/item/17936cf0b80c80ada40f52f5.html" target="_blank" target="_blank">
device_driver</a> 
--------------------------------- 
    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); 
     ... 
} 
 
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 


<div class="dp-highlighter bg_cpp"><div class="bar"><div class="tools"><a href="http://blog.csdn.net/yimu13/article/details/6762964#" class="ViewSource" title="view plain" target="_blank" target="_blank">view plain</a></div></div><ol class="dp-cpp" start="1"><li class="alt"> // 所在目录：kernel/include/linux/platform_device.h    </li><li class=""> struct platform_device    </li><li class="alt"> {    </li><li class="">    const char  * name;/* 设备名 */    </li><li class="alt">    u32      id;    </li><li class="">    struct device dev;    </li><li class="alt">    u32  num_resources;/* 设备所使用各类资源数量 */    </li><li class="">    struct resource * resource;/* 资源 */    </li><li class="alt">};    </li><li class=""> // 所在目录：include/linux/ioport.h    </li><li class="alt">struct resource    </li><li class="">{    </li><li class="alt">    resource_size_t start;  /*  资源的开始值  */    </li><li class="">    resource_size_t end;    /*  资源的结束值  */    </li><li class="alt">    const char      *name;  /*  资源的名字  */    </li><li class="">    unsigned long   flags;  /*  资源的类型值，如可以是：mem,io,irq,dma等等 */    </li><li class="alt">    struct resource *parent, *sibling, *child;    </li><li class="">};    </li><li class="alt">// 所在目录：kernel/include/linux/ioport.h    </li><li class="">struct platform_driver    </li><li class="alt">{    </li><li class="">   int (*probe)(struct platform_device *);    </li><li class="alt">   int (*remove)(struct platform_device *);    </li><li class="">   void (*shutdown)(struct platform_device *);    </li><li class="alt">   int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);    </li><li class="">   int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);    </li><li class="alt">   int (*resume_early)(struct platform_device *);    </li><li class="">   int (*resume)(struct platform_device *);    </li><li class="alt">   struct pm_ext_ops *pm;    </li><li class="">   struct device_driver driver;    </li><li class="alt">};    </li><li class="">// 所在目录：include/linux/device.h    </li><li class="alt">struct device_driver    </li><li class="">{    </li><li class="alt">        char                    * name;    </li><li class="">        struct bus_type         * bus;    </li><li class="alt">        rwlock_t                lock;    </li><li class="">        atomic_t                refcount;    </li><li class="alt">        list_t                  bus_list;    </li><li class="">        list_t                  devices;    </li><li class="alt">        struct driver_dir_entry dir;    </li><li class="">        int     (*probe)        (struct device * dev);    </li><li class="alt">        int     (*remove)       (struct device * dev);    </li><li class="">        int     (*suspend)      (struct device * dev, u32 state, u32 level);    </li><li class="alt">        int     (*resume)       (struct device * dev, u32 level);    </li><li class="">        void    (*release)      (struct device_driver * drv);    </li><li class="alt">};    </li></ol></div> 
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。

hustsean 发表于 2012-08-15 22:07

看看大家的文章，再自己想想！谢谢！

willinux 发表于 2014-07-01 11:23

mark 一下啊:curse:

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