深入了解Linux设备模型

来源:互联网 发布:mysql 修改复合主键 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 15:43
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一:前言
Linux设备模型是一个极其复杂的结构体系,在编写驱动程序的时候,通常不会用到这方面的东西,但是。理解这部份内容,对于我们理解linux设备驱动的结构是大有裨益的。我们不但可以在编写程序程序的时候知其然,亦知其所以然。又可以学习到一种极其精致的架构设计方法。由于之前已经详细分析了sysfs文件系统。所以本节的讨论主要集中在设备模型的底层实现上。上层的接口,如pci.,usb ,网络设备都可以看成是底层的封装。
二:kobject ,kset和ktype
Kobject,kset,kypte这三个结构是设备模型中的下层架构。模型中的每一个元素都对应一个kobject.kset和ktype可以看成是kobject在层次结构与属性结构方面的扩充。将三者之间的关系用图的方示描述如下:
 

如上图所示:我们知道。在sysfs中每一个目录都对应一个kobject.这些kobject都有自己的parent。在没有指定parent的情况下,都会指向它所属的kset->object。其次,kset也内嵌了kobject.这个kobject又可以指它上一级的parent。就这样。构成了一个空间上面的层次关系。
其实,每个对象都有属性。例如,电源管理,执插拨事性管理等等。因为大部份的同类设备都有相同的属性,因此将这个属性隔离开来,存放在ktype中。这样就可以灵活的管理了.记得在分析sysfs的时候。对于sysfs中的普通文件读写操作都是由kobject->ktype->sysfs_ops来完成的.
经过上面的分析,我们大概了解了kobject.kset与ktype的大概架设与相互之间的关系。下面我们从linux源代码中的分析来详细研究他们的操作。
 
三:kobject,kset和ktype的操作
为了说明kobject的操作,先写一个测试模块,代码如下:
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/stat.h>
 
MODULE_AUTHOR("eric xiao");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
 
void obj_test_release(struct kobject *kobject);
ssize_t eric_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf);
ssize_t eric_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count);
 
struct attribute test_attr = {
        .name = "eric_xiao",
        .mode = S_IRWXUGO,
};
 
static struct attribute *def_attrs[] = {
        &test_attr,
        NULL,
};
 
 
struct sysfs_ops obj_test_sysops =
{
        .show = eric_test_show,
        .store = eric_test_store,
};
 
struct kobj_type ktype =
{
        .release = obj_test_release,
        .sysfs_ops=&obj_test_sysops,
        .default_attrs=def_attrs,
};
 
void obj_test_release(struct kobject *kobject)
{
        printk("eric_test: release ./n");
}
 
ssize_t eric_test_show(struct kobject *kobject, struct attribute *attr,char *buf)
{
        printk("have show./n");
        printk("attrname:%s./n", attr->name);
        sprintf(buf,"%s/n",attr->name);
        return strlen(attr->name)+2;
}
 
ssize_t eric_test_store(struct kobject *kobject,struct attribute *attr,const char *buf, size_t count)
{
        printk("havestore/n");
        printk("write: %s/n",buf);
        return count;
}
 
struct kobject kobj;
static int kobject_test_init()
{
        printk("kboject test init./n");
        kobject_init_and_add(&kobj,&ktype,NULL,"eric_test");
        return 0;
}
 
static int kobject_test_exit()
{
        printk("kobject test exit./n");
        kobject_del(&kobj);
        return 0;
}
 
module_init(kobject_test_init);
module_exit(kobject_test_exit);
 
加载模块之后,会发现,在/sys下多了一个eric_test目录。该目录下有一个叫eric_xiao的文件。如下所示:
[root@localhost eric_test]# ls
eric_xiao
用cat察看此文件:
[root@localhost eric_test]# cat eric_xiao
eric_xiao
再用echo往里面写点东西;
[root@localhost eric_test]# echo  hello > eric_xiao
Dmesg的输出如下:
 
have show.
attrname:eric_xiao.
havestore
write: hello
 
如上所示。我们看到了kobject的大概建立过程.我们来看一下kobject_init_and_add()的实现。在这个函数里,包含了对kobject的大部份操作。
int kobject_init_and_add(struct kobject *kobj, struct kobj_type *ktype,
               struct kobject *parent, const char *fmt, ...)
{
     va_list args;
     int retval;
     //初始化kobject
     kobject_init(kobj, ktype);
 
     va_start(args, fmt);
     //为kobjcet设置名称,在sysfs中建立相关信息
     retval = kobject_add_varg(kobj, parent, fmt, args);
     va_end(args);
 
     return retval;
}
上面的流程主要分为两部份。一部份是kobject的初始化。在这一部份,它将kobject与给定的ktype关联起来。初始化kobject中的各项结构。另一部份是kobject的名称设置。空间层次关系的设置,具体表现在sysfs文件系统中.
对于第一部份,代码比较简单,这里不再赘述。跟踪第二部份,也就是kobject_add_varg()的实现.
 
static int kobject_add_varg(struct kobject *kobj, struct kobject *parent,
                  const char *fmt, va_list vargs)
{
     va_list aq;
     int retval;
 
     va_copy(aq, vargs);
     //设置kobject的名字。即kobject的name成员
     retval = kobject_set_name_vargs(kobj, fmt, aq);
     va_end(aq);
     if (retval) {
         printk(KERN_ERR "kobject: can not set name properly!/n");
         return retval;
     }
     //设置kobject的parent。在上面的例子中,我们没有给它指定父结点
     kobj->parent = parent;
     //在sysfs中添加kobjcet信息
     return kobject_add_internal(kobj);
}
设置好kobject->name后,转入kobject_add_internal()。在sysfs中创建空间结构.代码如下:
static int kobject_add_internal(struct kobject *kobj)
{
     int error = 0;
     struct kobject *parent;
 
     if (!kobj)
         return -ENOENT;
     //如果kobject的名字为空.退出
     if (!kobj->name || !kobj->name[0]) {
         pr_debug("kobject: (%p): attempted to be registered with empty "
               "name!/n", kobj);
         WARN_ON(1);
         return -EINVAL;
     }
 
     //取kobject的父结点
     parent = kobject_get(kobj->parent);
     //如果kobject的父结点没有指定,就将kset->kobject做为它的父结点
     /* join kset if set, use it as parent if we do not already have one */
     if (kobj->kset) {
         if (!parent)
              parent = kobject_get(&kobj->kset->kobj);
         kobj_kset_join(kobj);
         kobj->parent = parent;
     }
     //调试用
     pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: parent: '%s', set: '%s'/n",
          kobject_name(kobj), kobj, __FUNCTION__,
          parent ? kobject_name(parent) : "<NULL>",
          kobj->kset ? kobject_name(&kobj->kset->kobj) : "<NULL>");
 
     //在sysfs中创建kobject的相关元素
     error = create_dir(kobj);
     if (error) {
         //v如果创建失败。减少相关的引用计数
         kobj_kset_leave(kobj);
         kobject_put(parent);
         kobj->parent = NULL;
 
         /* be noisy on error issues */
         if (error == -EEXIST)
              printk(KERN_ERR "%s failed for %s with "
                     "-EEXIST, don't try to register things with "
                     "the same name in the same directory./n",
                     __FUNCTION__, kobject_name(kobj));
         else
              printk(KERN_ERR "%s failed for %s (%d)/n",
                     __FUNCTION__, kobject_name(kobj), error);
         dump_stack();
     } else
         //如果创建成功。将state_in_sysfs建为1。表示该object已经在sysfs中了
         kobj->state_in_sysfs = 1;
 
     return error;
}
这段代码比较简单,它主要完成kobject父结点的判断和选定,然后再调用create_dir()在sysfs创建相关信息。该函数代码如下:
static int create_dir(struct kobject *kobj)
{
     int error = 0;
     if (kobject_name(kobj)) {
          //为kobject创建目录
         error = sysfs_create_dir(kobj);
         if (!error) {
              //为kobject->ktype中的属性创建文件
              error = populate_dir(kobj);
              if (error)
                   sysfs_remove_dir(kobj);
         }
     }
     return error;
}
我们在上面的示例中看到的/sys下的eric_test目录,以及该目录下面的eric_xiao的这个文件就是这里被创建的。我们先看一下kobject所表示的目录创建过程。这是在sysfs_create_dir()中完成的。代码如下:
int sysfs_create_dir(struct kobject * kobj)
{
     struct sysfs_dirent *parent_sd, *sd;
     int error = 0;
 
     BUG_ON(!kobj);
     /*如果kobject的parnet存在。就在目录点的目录下创建这个目录。如果没有父结点不存在,就在/sys下面创建结点。在上面的流程中,我们可能并没有为其指定父结点,也没有为其指定kset。
*/
     if (kobj->parent)
         parent_sd = kobj->parent->sd;
     else
         parent_sd = &sysfs_root;
 
     //在sysfs中创建目录
     error = create_dir(kobj, parent_sd, kobject_name(kobj), &sd);
     if (!error)
         kobj->sd = sd;
     return error;
}
在这里,我们就要联系之前分析过的sysfs文件系统的研究了。如果不太清楚的,可以在找到那篇文章仔细的研读一下。create_dir()就是在sysfs中创建目录的接口,在之前已经详细分析过了。这里不再讲述。
接着看为kobject->ktype中的属性创建文件。这是在populate_dir()中完成的。代码如下:
static int populate_dir(struct kobject *kobj)
{
     struct kobj_type *t = get_ktype(kobj);
     struct attribute *attr;
     int error = 0;
     int i;
 
     if (t && t->default_attrs) {
         for (i = 0; (attr = t->default_attrs[i]) != NULL; i++) {
              error = sysfs_create_file(kobj, attr);
              if (error)
                   break;
         }
     }
     return error;
}
这段代码比较简单。它遍历ktype中的属性。然后为其建立文件。请注意:文件的操作最后都会回溯到ktype->sysfs_ops的show和store这两个函数中.
 
Kobject的创建已经分析完了,接着分析怎么将一个kobject注销掉。注意过程是在kobject_del()中完成的。代码如下:
void kobject_del(struct kobject *kobj)
{
     if (!kobj)
         return;
 
     sysfs_remove_dir(kobj);
     kobj->state_in_sysfs = 0;
     kobj_kset_leave(kobj);
     kobject_put(kobj->parent);
     kobj->parent = NULL;
}
该函数会将在sysfs中的kobject对应的目录删除。请注意,属性文件是建立在这个目录下面的。只需要将这个目录删除。属性文件也随之删除。
是后,减少相关的引用计数,如果kobject的引用计数为零。则将其所占空间释放.
 
Kset的操作与kobject类似,因为kset中内嵌了一个kobject结构,所以,大部份操作都是集中在kset->kobject上.具体分析一下kset_create_and_add()这个接口,类似上面分析的kobject接口,这个接口也包括了kset的大部分操作.代码如下:
struct kset *kset_create_and_add(const char *name,
                    struct kset_uevent_ops *uevent_ops,
                    struct kobject *parent_kobj)
{
     struct kset *kset;
     int error;
     //创建一个kset
     kset = kset_create(name, uevent_ops, parent_kobj);
     if (!kset)
         return NULL;
     //注册kset
     error = kset_register(kset);
     if (error) {
         //如果注册失败,释放kset
         kfree(kset);
         return NULL;
     }
     return kset;
}
Kset_create()用来创建一个struct kset结构.代码如下:
static struct kset *kset_create(const char *name,
                   struct kset_uevent_ops *uevent_ops,
                   struct kobject *parent_kobj)
{
     struct kset *kset;
 
     kset = kzalloc(sizeof(*kset), GFP_KERNEL);
     if (!kset)
         return NULL;
     kobject_set_name(&kset->kobj, name);
     kset->uevent_ops = uevent_ops;
     kset->kobj.parent = parent_kobj;
 
     kset->kobj.ktype = &kset_ktype;
     kset->kobj.kset = NULL;
 
     return kset;
}
我们注意,在这里创建kset时.为其内嵌的kobject指定其ktype结构为kset_ktype.这个结构的定义如下:
static struct kobj_type kset_ktype = {
     .sysfs_ops    = &kobj_sysfs_ops,
     .release = kset_release,
};
属性文件的读写操作全部都包含在sysfs_ops成员里.kobj_sysfs_ops的定义如下:
struct sysfs_ops kobj_sysfs_ops = {
     .show    = kobj_attr_show,
     .store   = kobj_attr_store,
};
Show,store成员对应的函数代码如下所示:
static ssize_t kobj_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
                    char *buf)
{
     struct kobj_attribute *kattr;
     ssize_t ret = -EIO;
 
     kattr = container_of(attr, struct kobj_attribute, attr);
     if (kattr->show)
         ret = kattr->show(kobj, kattr, buf);
     return ret;
}
 
static ssize_t kobj_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,
                     const char *buf, size_t count)
{
     struct kobj_attribute *kattr;
     ssize_t ret = -EIO;
 
     kattr = container_of(attr, struct kobj_attribute, attr);
     if (kattr->store)
         ret = kattr->store(kobj, kattr, buf, count);
     return ret;
}
从上面的代码看以看出.会将struct attribute结构转换为struct kobj_attribte结构.也就是说struct kobj_attribte内嵌了一个struct attribute.实际上,这是和宏__ATTR配合在一起使用的.经常用于group中.在这里并不打算研究group.原理都是一样的.这里列出来只是做个说明而已.
创建好了kset之后,会调用kset_register().这个函数就是kset操作的核心代码了.如下:
int kset_register(struct kset *k)
{
     int err;
 
     if (!k)
         return -EINVAL;
 
     kset_init(k);
     err = kobject_add_internal(&k->kobj);
     if (err)
         return err;
     kobject_uevent(&k->kobj, KOBJ_ADD);
     return 0;
}
在kset_init()里会初始化kset中的其它字段.然后调用kobject_add_internal()为其内嵌的kobject结构建立空间层次结构.之后因为添加了kset.会产生一个事件.这个事件是通过用户空间的hotplug程序处理的.这就是kset明显不同于kobject的地方.详细研究一下这个函数.这对于我们研究hotplug的深层机理是很有帮助的.它的代码如下;
int kobject_uevent(struct kobject *kobj, enum kobject_action action)
{
     return kobject_uevent_env(kobj, action, NULL);
}
之后,会调用kobject_uevent_env().这个函数中的三个参数含义分别为:引起事件的kobject.事件类型(add,remove,change,move,online,offline等).第三个参数是要添加的环境变量.
代码篇幅较长,我们效仿情景分析上面的做法.分段分析如下:
int kobject_uevent_env(struct kobject *kobj, enum kobject_action action,
                char *envp_ext[])
{
     struct kobj_uevent_env *env;
     const char *action_string = kobject_actions[action];
     const char *devpath = NULL;
     const char *subsystem;
     struct kobject *top_kobj;
     struct kset *kset;
     struct kset_uevent_ops *uevent_ops;
     u64 seq;
     int i = 0;
     int retval = 0;
 
     pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s/n",
          kobject_name(kobj), kobj, __FUNCTION__);
 
     /* search the kset we belong to */
     top_kobj = kobj;
     while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent)
         top_kobj = top_kobj->parent;
 
     if (!top_kobj->kset) {
         pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: attempted to send uevent "
               "without kset!/n", kobject_name(kobj), kobj,
               __FUNCTION__);
         return -EINVAL;
     }
因为对事件的处理函数包含在kobject->kset-> uevent_ops中.要处理事件,就必须要找到上层的一个不为空的kset.上面的代码就是顺着kobject->parent找不到一个不为空的kset.如果不存在这样的kset.就退出
 
     kset = top_kobj->kset;
     uevent_ops = kset->uevent_ops;
 
     /* skip the event, if the filter returns zero. */
     if (uevent_ops && uevent_ops->filter)
         if (!uevent_ops->filter(kset, kobj)) {
              pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: filter function "
                    "caused the event to drop!/n",
                    kobject_name(kobj), kobj, __FUNCTION__);
              return 0;
         }
 
     /* originating subsystem */
     if (uevent_ops && uevent_ops->name)
         subsystem = uevent_ops->name(kset, kobj);
     else
         subsystem = kobject_name(&kset->kobj);
     if (!subsystem) {
         pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: unset subsystem caused the "
               "event to drop!/n", kobject_name(kobj), kobj,
               __FUNCTION__);
         return 0;
     }
 
找到了不为空的kset.就跟kset-> uevent_ops->filter()匹配.看这个事件是否被过滤.如果没有被过滤掉.就会调用kset-> uevent_ops->name()得到子系统的名称,如果不存在kset-> uevent_ops->name().就会以kobject->name做为子系统名称.
 
     /* environment buffer */
     env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL);
     if (!env)
         return -ENOMEM;
 
     /* complete object path */
     devpath = kobject_get_path(kobj, GFP_KERNEL);
     if (!devpath) {
         retval = -ENOENT;
         goto exit;
     }
 
     /* default keys */
     retval = add_uevent_var(env, "ACTION=%s", action_string);
     if (retval)
         goto exit;
     retval = add_uevent_var(env, "DEVPATH=%s", devpath);
     if (retval)
         goto exit;
     retval = add_uevent_var(env, "SUBSYSTEM=%s", subsystem);
     if (retval)
         goto exit;
 
     /* keys passed in from the caller */
     if (envp_ext) {
         for (i = 0; envp_ext[i]; i++) {
              retval = add_uevent_var(env, envp_ext[i]);
              if (retval)
                   goto exit;
         }
     }
 
接下来,就应该设置为调用hotplug设置环境变量了.首先,分配一个struct kobj_uevent_env结构用来存放环境变量的值.然后调用kobject_get_path()用来获得引起事件的kobject在sysfs中的路径.再调用add_uevent_var()将动作代表的字串,kobject路径,子系统名称填充到struct kobj_uevent_env中,如果有指定环境变量,也将其添加进去. kobject_get_path()和add_uevent_var()都比较简单.这里不再详细分析了.请自行查看源代码
 
     /* let the kset specific function add its stuff */
     if (uevent_ops && uevent_ops->uevent) {
         retval = uevent_ops->uevent(kset, kobj, env);
         if (retval) {
              pr_debug("kobject: '%s' (%p): %s: uevent() returned "
                    "%d/n", kobject_name(kobj), kobj,
                    __FUNCTION__, retval);
              goto exit;
         }
     }
 
     /*
      * Mark "add" and "remove" events in the object to ensure proper
      * events to userspace during automatic cleanup. If the object did
      * send an "add" event, "remove" will automatically generated by
      * the core, if not already done by the caller.
      */
     if (action == KOBJ_ADD)
         kobj->state_add_uevent_sent = 1;
     else if (action == KOBJ_REMOVE)
         kobj->state_remove_uevent_sent = 1;
 
     /* we will send an event, so request a new sequence number */
     spin_lock(&sequence_lock);
     seq = ++uevent_seqnum;
     spin_unlock(&sequence_lock);
     retval = add_uevent_var(env, "SEQNUM=%llu", (unsigned long long)seq);
     if (retval)
         goto exit;
在这里还会调用kobject->kset-> uevent_ops->uevent().让产生事件的kobject添加环境变量.最后将事件序列添加到环境变量中去.
 
#if defined(CONFIG_NET)
     /* send netlink message */
     if (uevent_sock) {
         struct sk_buff *skb;
         size_t len;
 
         /* allocate message with the maximum possible size */
         len = strlen(action_string) + strlen(devpath) + 2;
         skb = alloc_skb(len + env->buflen, GFP_KERNEL);
         if (skb) {
              char *scratch;
 
              /* add header */
              scratch = skb_put(skb, len);
              sprintf(scratch, "%s@%s", action_string, devpath);
 
              /* copy keys to our continuous event payload buffer */
              for (i = 0; i < env->envp_idx; i++) {
                   len = strlen(env->envp[i]) + 1;
                   scratch = skb_put(skb, len);
                   strcpy(scratch, env->envp[i]);
              }
 
              NETLINK_CB(skb).dst_group = 1;
              netlink_broadcast(uevent_sock, skb, 0, 1, GFP_KERNEL);
         }
     }
#endif
 
     /* call uevent_helper, usually only enabled during early boot */
     if (uevent_helper[0]) {
         char *argv [3];
 
         argv [0] = uevent_helper;
         argv [1] = (char *)subsystem;
         argv [2] = NULL;
         retval = add_uevent_var(env, "HOME=/");
         if (retval)
              goto exit;
         retval = add_uevent_var(env,
                        "PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin");
         if (retval)
              goto exit;
 
         call_usermodehelper(argv[0], argv, env->envp, UMH_WAIT_EXEC);
     }
 
exit:
     kfree(devpath);
     kfree(env);
     return retval;
}
忽略一段选择编译的代码.再后就是调用用户空间的hotplug了.添加最后两个环境变量.HOME和PATH.然后调用hotplug.以子系统名称为参数.
现在我们终于知道hotplug处理程序中的参数和环境变量是怎么来的了.^_^
 
使用完了kset.再调用kset_unregister()将其注销.这个函数很简单,请自行查阅代码.
为了印证一下上面的分析,写一个测试模块。如下:
#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/sysfs.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/kobject.h>
 
MODULE_AUTHOR("eric xiao");
MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
 
int kset_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj);
const char *kset_name(struct kset *kset, struct kobject *kobj);
int kset_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,
                      struct kobj_uevent_env *env);
 
struct kset kset_p;
struct kset kset_c;
 
struct kset_uevent_ops uevent_ops =
{
        .filter = kset_filter,
        .name   = kset_name,
        .uevent = kset_uevent,
};
 
int kset_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
{
        printk("UEVENT: filter. kobj %s./n",kobj->name);
        return 1;
}
 
const char *kset_name(struct kset *kset, struct kobject *kobj)
{
        static char buf[20];
        printk("UEVENT: name. kobj %s./n",kobj->name);
        sprintf(buf,"%s","kset_test");
        return buf;
}
 
int kset_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,
                      struct kobj_uevent_env *env)
{
        int i = 0;
        printk("UEVENT: uevent. kobj %s./n",kobj->name);
 
        while( i< env->envp_idx){
                printk("%s./n",env->envp[i]);
                i++;
        }
 
        return 0;
}
 
 
int kset_test_init()
{
        printk("kset test init./n");
        kobject_set_name(&kset_p.kobj,"kset_p");
        kset_p.uevent_ops = &uevent_ops;
        kset_register(&kset_p);
 
       kobject_set_name(&kset_c.kobj,"kset_c");
        kset_c.kobj.kset = &kset_p;
        kset_register(&kset_c);
        return 0;
}
 
int kset_test_exit()
{
        printk("kset test exit./n");
        kset_unregister(&kset_p);
        kset_unregister(&kset_c);
        return 0;
}
 
module_init(kset_test_init);
module_exit(kset_test_exit);
在这里,定义并注册了二个kset.第二个kset的kobj->kset域指向第一个kset.这样,当第二个kset注册或者卸载的时候就会调用第一个kset中的uevent_ops的相关操作.
kset_p.uevent_ops->filter函数中,使其返回1.使其匹配成功。
在kset_p.uevent_ops->name中。使其返回的子系统名为引起事件的kobject的名称,即:kset_c.
最后在kset_p.uevent_ops->uevent中将环境变量全部打印出来。
下面是dmesg的输出结果:
kset test init.
UEVENT: filter. kobj kset_c.
UEVENT: name. kobj kset_c.
UEVENT: uevent. kobj kset_c.
ACTION=add.
DEVPATH=/kset_p/kset_c.
SUBSYSTEM=kset_test.
输出结果跟我们的分析是吻合的.
在这里,值得我们注意的是。注册一个kobject不会产生事件,只有注册kset才会.
 
四:bus,device和device_driver
上面分析了kobject.kset,ktype.这三个结构联合起来一起构成了整个设备模型的基石.而bus.device.device_driver.则是基于kobject.kset.ktype之上的架构.在这里,总线,设备,驱动被有序的组和在一起.
Bus.device.device_driver三者之间的关系如下图所示:
 
如上图所示.struct bus_typep->drivers_kset指向注册在上面的驱动程序.它的p->device_kset上挂着注册在上面的设备.每次有一个新的设备注册到上面,都会去匹配右边的驱动,看是否能匹配上.如果匹配成功,则将设备结构的is_registerd域置为0.然后将设备添加到驱动的p->klist_devices.同理,每注册一个驱动,都会去匹配左边的设备,.如果匹配成功,将则设备加到驱动的p->klist_devices.再将设备的is_registerd置为0/
这就是linux设备模型用来管理设备和驱动的基本架构. 我们来跟踪一下代码来看下详细的操作.
 
注册一个总线的接口为bus_register().我们照例分段分析:
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;
首先,先为struct bus_type的私有区分配空间,然后将其和struct bus_type关联起来.由于struct bus_type也要在sysfs文件中表示一个节点,因此,它也内嵌也一个kset的结构.这就是priv->subsys.
首先,它为这个kset的名称赋值为bus的名称,然后将priv->subsys.kobj.kset指向bus_kset. priv->subsys.kobj.ktype指向bus_ktype;然后调用kset_reqister()将priv->subsys注册.这里涉及到的接口都在之前分析过.注册过后,应该会在bus_kset所表示的目录下创建一个总线名称的目录.并且用户空间的hotplug应该会检测到一个add事件.我们来看一下bus_kset到底指向的是什么:
     bus_kset = kset_create_and_add("bus", &bus_uevent_ops, NULL);
从此可以看出.这个bus_kset在sysfs中的结点就是/sys/bus.在这里注册的struct bus_types就会在/sys/bus/下面出现.
 
     retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);
     if (retval)
         goto bus_uevent_fail;
bus_create_file()就是在priv->subsys.kobj的这个kobject上建立一个普通属性的文件.这个文件的属性对应在bus_attr_uevent.读写操作对应在priv->subsys.ktype中.我们到后面才统一分析bus注册时候的文件创建
 
     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);
这段代码会在bus所在的目录下建立两个目录,分别为devices和drivers.并初始化挂载设备和驱动的链表
 
     retval = add_probe_files(bus);
     if (retval)
         goto bus_probe_files_fail;
 
     retval = bus_add_attrs(bus);
     if (retval)
         goto bus_attrs_fail;
 
     pr_debug("bus: '%s': registered/n", bus->name);
     return 0;
在这里,会为bus_attr_drivers_probe, bus_attr_drivers_autoprobe.注册bus_type中的属性建立文件
 
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:
     return retval;
}
这段代码为出错处理
 
这段代码中比较繁锁的就是bus_type对应目录下的属性文件建立,为了直观的说明,将属性文件的建立统一放到一起分析
从上面的代码中可以看,创建属性文件对应的属性分别为:
bus_attr_uevent bus_attr_drivers_probe, bus_attr_drivers_autoprobe
分别定义如下:
static BUS_ATTR(uevent, S_IWUSR, NULL, bus_uevent_store);
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);
BUS_ATTR定义如下:
#define BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store)  /
struct bus_attribute bus_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
#define __ATTR(_name,_mode,_show,_store) { /
     .attr = {.name = __stringify(_name), .mode = _mode },   /
     .show    = _show,                    /
     .store   = _store,                   /
}
由此可见.上面这三个属性对应的名称为别为uevent, drivers_probe, drivers_autoprobe.也就是说,会在bus_types目录下生成三个文件,分别为uevent,probe,autoprobe.
根据之前的分析,我们知道在sysfs文件系统中,对普通属性文件的读写都会回溯到kobject->ktype->sysfs_ops中.在这里,注意到有:
     priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;
     priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;
显然,读写操作就回溯到了bus_ktype中.定义如下:
static struct kobj_type bus_ktype = {
     .sysfs_ops    = &bus_sysfs_ops,
};
static struct sysfs_ops bus_sysfs_ops = {
     .show    = bus_attr_show,
     .store   = bus_attr_store,
};
Show和store函数对应的代码为:
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;
}
从代码可以看出.读写操作又会回溯到bus_attribute中的show和store中.在自定义结构里嵌入struct attribute,.然后再操作回溯到自定义结构中,这是一种比较高明的架构设计手法.
闲言少叙.我们对应看一下上面三个文件对应的最终操作:
Uevent对应的读写操作为:NULL, bus_uevent_store.对于这个文件没有读操作,只有写操作.用cat 命令去查看这个文件的时候,可能会返回”设备不存在”的错误.bus_uevent_store()代码如下:
static ssize_t bus_uevent_store(struct bus_type *bus,
                   const char *buf, size_t count)
{
     enum kobject_action action;
 
     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0)
         kobject_uevent(&bus->p->subsys.kobj, action);
     return count;
}
从这里可以看到,可以在用户空间控制事件的发生,如echo add > event就会产生一个add的事件,
Probe文件对应的读写操作为:NULL store_drivers_probe.
store_drivers_probe()这个函数的代码涉及到struct device.等分析完struct device可以自行回过来看下这个函数的实现.实际上,这个函数是将用户输和的设备名称对应的设备与驱动匹配一次.
 
Autoprobe文件对应的读写操作为show_drivers_autoprobe, store_drivers_autoprobe.对应读的代码为:
static ssize_t show_drivers_autoprobe(struct bus_type *bus, char *buf)
{
     return sprintf(buf, "%d/n", bus->p->drivers_autoprobe);
}
它将总线对应的drivers_autoprobe的值输出到用户空间,这个值为1时,自动将驱动与设备进行匹配.否则,反之.
写操作的代码如下:
static ssize_t store_drivers_autoprobe(struct bus_type *bus,
                          const char *buf, size_t count)
{
     if (buf[0] == '0')
         bus->p->drivers_autoprobe = 0;
     else
         bus->p->drivers_autoprobe = 1;
     return count;
}
写操作就会改变bus->p->drivers_autoprobe的值.
就这样,通过sysfs就可以控制总线是否要进行自动匹配了.
从这里也可以看出.内核开发者的思维是何等的灵活.
我们从sysfs中找个例子来印证一下:
Cd  / sys/bus/usb
用ls命令查看:
devices  drivers  drivers_autoprobe  drivers_probe  uevent
与上面分析的相吻合
 
设备的注册接口为: device_register().
int device_register(struct device *dev)
{
     device_initialize(dev);
     return device_add(dev);
}
Device_initialize()中有几个很重要的操作,如下:
void device_initialize(struct device *dev)
{
     dev->kobj.kset = devices_kset;
     kobject_init(&dev->kobj, &device_ktype);
     klist_init(&dev->klist_children, klist_children_get,
            klist_children_put);
     INIT_LIST_HEAD(&dev->dma_pools);
     INIT_LIST_HEAD(&dev->node);
     init_MUTEX(&dev->sem);
     spin_lock_init(&dev->devres_lock);
     INIT_LIST_HEAD(&dev->devres_head);
     device_init_wakeup(dev, 0);
     set_dev_node(dev, -1);
}
在这里,它为device的内嵌kobject指定了ktype和kset.device_kset的值如下:
devices_kset = kset_create_and_add("devices", &device_uevent_ops, NULL);
即对应sysfs中的/sys/devices
device_ktype 中对属性的读写操作同bus中的类似,被回溯到了struct device_attribute中的show 和store.
接着往下看device_add()的实现.这个函数比较长,分段分析如下:
int device_add(struct device *dev)
{
     struct device *parent = NULL;
     struct class_interface *class_intf;
     int error;
 
     dev = get_device(dev);
     if (!dev || !strlen(dev->bus_id)) {
         error = -EINVAL;
         goto Done;
     }
 
     pr_debug("device: '%s': %s/n", dev->bus_id, __FUNCTION__);
 
     parent = get_device(dev->parent);
     setup_parent(dev, parent);
 
     /* first, register with generic layer. */
     error = kobject_add(&dev->kobj, dev->kobj.parent, "%s", dev->bus_id);
     if (error)
         goto Error;
     如果注册device的时候,没有指定父结点,在kobject_add将会在/sys/device/下建立相同名称的目录
     /* notify platform of device entry */
     if (platform_notify)
         platform_notify(dev);
 
     /* notify clients of device entry (new way) */
     if (dev->bus)
         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
                            BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE, dev);
 
忽略notify部份,这部份不会影响本函数的流程
 
     error = device_create_file(dev, &uevent_attr);
     if (error)
         goto attrError;
 
     if (MAJOR(dev->devt)) {
         error = device_create_file(dev, &devt_attr);
         if (error)
              goto ueventattrError;
     }
建立属性为uevent_attr的属性文件,如果device中指定了设备号,则建立属性为devt_attr的属性文件
 
     error = device_add_class_symlinks(dev);
     if (error)
         goto SymlinkError;
     error = device_add_attrs(dev);
     if (error)
         goto AttrsError;
     error = dpm_sysfs_add(dev);
     if (error)
         goto PMError;
     device_pm_add(dev);
在这里,不打算讨论class的部份,dpm pm是选择编译部份,不讨论. device_add_attrs中涉及到了group的部分,暂不讨论
     error = bus_add_device(dev);
     if (error)
         goto BusError;
     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);
     bus_attach_device(dev);
     if (parent)
         klist_add_tail(&dev->knode_parent, &parent->klist_children);
 
     if (dev->class) {
         down(&dev->class->sem);
         /* tie the class to the device */
         list_add_tail(&dev->node, &dev->class->devices);
 
         /* notify any interfaces that the device is here */
         list_for_each_entry(class_intf, &dev->class->interfaces, node)
              if (class_intf->add_dev)
                   class_intf->add_dev(dev, class_intf);
         up(&dev->class->sem);
     }
bus_add_device()会在对应总线代表目录的device目录下创建几个到device的链接.然后产生一个add事件,再调用bus_attach_device()去匹配已经注册到总线的驱动程序.全部做完之后,将设备挂到父结点的子链表.
 Done:
     put_device(dev);
     return error;
 BusError:
     device_pm_remove(dev);
 PMError:
     if (dev->bus)
         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
                            BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE, dev);
     device_remove_attrs(dev);
 AttrsError:
     device_remove_class_symlinks(dev);
 SymlinkError:
     if (MAJOR(dev->devt))
         device_remove_file(dev, &devt_attr);
 ueventattrError:
     device_remove_file(dev, &uevent_attr);
 attrError:
     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);
     kobject_del(&dev->kobj);
 Error:
     cleanup_device_parent(dev);
     if (parent)
         put_device(parent);
     goto Done;
}
出错处理部份.
 
bus_attach_device()是一个很重要的函数。它将设备自动与挂在总线上面的驱动进行匹配。代码如下:
void bus_attach_device(struct device *dev)
{
     struct bus_type *bus = dev->bus;
     int ret = 0;
 
     if (bus) {
         dev->is_registered = 1;
         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);
         else
              dev->is_registered = 0;
     }
}
从上面的代码我们可以看出。只有在bus->p->drivers_autoprobe为1的情况下,才会去自己匹配。这也就是bus目录下的drivers_probe 文件的作用.然后,将设备挂到总线的设备链表。
Device_attach()代码如下:
int device_attach(struct device *dev)
{
     int ret = 0;
 
     down(&dev->sem);
     if (dev->driver) {
         ret = device_bind_driver(dev);
         if (ret == 0)
              ret = 1;
         else {
              dev->driver = NULL;
              ret = 0;
         }
     } else {
         ret = bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);
     }
     up(&dev->sem);
     return ret;
}
对于设备自己已经指定驱动的情况,只需要将其直接和驱动绑定即可。如果没有指定驱动。就匹配总线之上的驱动。这是在bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);完成的。代码如下:
int bus_for_each_drv(struct bus_type *bus, struct device_driver *start,
              void *data, int (*fn)(struct device_driver *, void *))
{
     struct klist_iter i;
     struct device_driver *drv;
     int error = 0;
 
     if (!bus)
         return -EINVAL;
 
     klist_iter_init_node(&bus->p->klist_drivers, &i,
                   start ? &start->p->knode_bus : NULL);
     while ((drv = next_driver(&i)) && !error)
         error = fn(drv, data);
     klist_iter_exit(&i);
     return error;
}
很明显,这个函数就是遍历总线之上的驱动。每遍历一个驱动就调用一次回调函数进行判断。如果回调函数返回不为0。就说明匹配已经成功了。不需要再匹配剩余的。退出。在这里调用的回调函数是__device_attach().在这里。完全了设备与驱动匹配的最核心的动作。代码如下:
static int __device_attach(struct device_driver *drv, void *data)
{
     struct device *dev = data;
     return driver_probe_device(drv, dev);
}
转到driver_probe_device():
int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
{
     int ret = 0;
 
     if (!device_is_registered(dev))
         return -ENODEV;
     if (drv->bus->match && !drv->bus->match(dev, drv))
         goto done;
 
     pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s/n",
          drv->bus->name, __FUNCTION__, dev->bus_id, drv->name);
 
     ret = really_probe(dev, drv);
 
done:
     return ret;
}
如果设备没有注册到总线之上。即dev->is_registered不为1. 就直接返回。
然后,再调用总线的match()函数进行匹配。如果match()函数返回0.说明匹配失败。那退出此函数。如果match函数返回1.说明初步的检查已经通过了。可以进入really_probe()再进行细致的检查。如果匹配成功,这个函数会返回1.此函数比较长而且比较重要,分段列出代码:
static int really_probe(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
     int ret = 0;
 
     atomic_inc(&probe_count);
     pr_debug("bus: '%s': %s: probing driver %s with device %s/n",
          drv->bus->name, __FUNCTION__, drv->name, dev->bus_id);
     WARN_ON(!list_empty(&dev->devres_head));
 
     dev->driver = drv;
     if (driver_sysfs_add(dev)) {
         printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed/n",
              __FUNCTION__, dev->bus_id);
         goto probe_failed;
     }
先假设驱动和设备是匹配的。为设备结构设置驱动成员。使其指向匹配的驱动。然后再调用driver_sysfs_add()建立几个符号链接。这几个链接分别为:
1:在驱动目录下建立一个到设备的同名链接
2:在设备目录下建立一个名为driver。到驱动的链接
 
     if (dev->bus->probe) {
         ret = dev->bus->probe(dev);
         if (ret)
              goto probe_failed;
     } else if (drv->probe) {
         ret = drv->probe(dev);
         if (ret)
              goto probe_failed;
     }
然后,再调用总线的probe函数。如果总线的此函数不存在。就会调用驱动的probe函数。如果匹配成功,返回0.如果不成功,就会跳转到probe_failed
 
     driver_bound(dev);
     ret = 1;
     pr_debug("bus: '%s': %s: bound device %s to driver %s/n",
          drv->bus->name, __FUNCTION__, dev->bus_id, drv->name);
     goto done;
到这里。设备和驱动已经匹配成功,调用driver_bound()将其关联起来。在这个函数里:
会将设备加至驱动的设备链表。这在我们之前分析bus,device driver中分析到的。相关的代码如下示:
     klist_add_tail(&dev->knode_driver, &dev->driver->p->klist_devices);
至此,这个匹配过程已经圆满结束了。返回1
 
probe_failed:
     devres_release_all(dev);
     driver_sysfs_remove(dev);
     dev->driver = NULL;
 
     if (ret != -ENODEV && ret != -ENXIO) {
         /* driver matched but the probe failed */
         printk(KERN_WARNING
                "%s: probe of %s failed with error %d/n",
                drv->name, dev->bus_id, ret);
     }
     /*
      * Ignore errors returned by ->probe so that the next driver can try
      * its luck.
      */
     ret = 0;
这里是匹配不成功的处理,在这里,删除之前建立的几个链接文件,然后将设备的driver域置空。
done:
     atomic_dec(&probe_count);
     wake_up(&probe_waitqueue);
     return ret;
}
 
从上面的分析可以看到,对应创建的属性文件分别为:uevent_attr devt_attr。它们的定义如下:
static struct device_attribute uevent_attr =
     __ATTR(uevent, S_IRUGO | S_IWUSR, show_uevent, store_uevent);
static struct device_attribute devt_attr =
     __ATTR(dev, S_IRUGO, show_dev, NULL);
uevent_attr对应的读写函数分别为:show_uevent store_uevent。先分析读操作。它的代码如下:
static ssize_t show_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
                 char *buf)
{
     struct kobject *top_kobj;
     struct kset *kset;
     struct kobj_uevent_env *env = NULL;
     int i;
     size_t count = 0;
     int retval;
 
     /* search the kset, the device belongs to */
     top_kobj = &dev->kobj;
     while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent)
         top_kobj = top_kobj->parent;
     if (!top_kobj->kset)
         goto out;
 
     kset = top_kobj->kset;
     if (!kset->uevent_ops || !kset->uevent_ops->uevent)
         goto out;
 
     /* respect filter */
     if (kset->uevent_ops && kset->uevent_ops->filter)
         if (!kset->uevent_ops->filter(kset, &dev->kobj))
              goto out;
 
     env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL);
     if (!env)
         return -ENOMEM;
 
     /* let the kset specific function add its keys */
     retval = kset->uevent_ops->uevent(kset, &dev->kobj, env);
     if (retval)
         goto out;
 
     /* copy keys to file */
     for (i = 0; i < env->envp_idx; i++)
         count += sprintf(&buf[count], "%s/n", env->envp[i]);
out:
     kfree(env);
     return count;
}
从代码可以看出。这里会显示出由设备对应的kset.也就是由devices_kset所产生的环境变量。例如,在shell中输入如下指令:
Cat /sys/devices/LNXSYSTM:00/ uevent
输出结果如下:
PHYSDEVBUS=acpi
MODALIAS=acpi:LNXSYSTM:
这就是由devices_kset所添加的环境变量
 
写操作对应的代码如下:
static ssize_t store_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
                  const char *buf, size_t count)
{
     enum kobject_action action;
 
     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0) {
         kobject_uevent(&dev->kobj, action);
         goto out;
     }
 
     dev_err(dev, "uevent: unsupported action-string; this will "
              "be ignored in a future kernel version/n");
     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);
out:
     return count;
}
从上面的代码可以看出。这个文件的作用是输入一个字符字串。如果字符不合法,就会默认产生一个add事件。
 
devt_attr对应的读写函数为show_dev NULL.写函数为空,也就是说这个属性文件不允许写。只允许读。读操作的代码如下示:
static ssize_t show_dev(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
              char *buf)
{
     return print_dev_t(buf, dev->devt);
}
也就是说,会将设备号显示出来.
 
分析完了bus.device.再接着分析driver.这里我们要分析的最后一个元素了。耐着性子往下看,快要完了^_^
 
驱动注册的接口为:driver_register().代码如下:
int driver_register(struct device_driver *drv)
{
     int ret;
 
     if ((drv->bus->probe && drv->probe) ||
         (drv->bus->remove && drv->remove) ||
         (drv->bus->shutdown && drv->shutdown))
         printk(KERN_WARNING "Driver '%s' needs updating - please use "
              "bus_type methods/n", drv->name);
     ret = bus_add_driver(drv);
     if (ret)
         return ret;
     ret = driver_add_groups(drv, drv->groups);
     if (ret)
         bus_remove_driver(drv);
     return ret;
}
如果设备与总线定义了相同的成员的函数。内核是优先使用bus中定义的.这一点我们在分析device注册的时候已经分析过。所以。这里打印出警告信息,用来提醒代码编写者。在这里,忽略有关group的东西。剩余的便只剩下bus_add_driver().代码如下:
int bus_add_driver(struct device_driver *drv)
{
     struct bus_type *bus;
     struct driver_private *priv;
     int error = 0;
 
     bus = bus_get(drv->bus);
     if (!bus)
         return -EINVAL;
 
     pr_debug("bus: '%s': add driver %s/n", bus->name, drv->name);
 
     priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
     if (!priv) {
         error = -ENOMEM;
         goto out_put_bus;
     }
     klist_init(&priv->klist_devices, NULL, NULL);
     priv->driver = drv;
     drv->p = priv;
     priv->kobj.kset = bus->p->drivers_kset;
     error = kobject_init_and_add(&priv->kobj, &driver_ktype, NULL,
                        "%s", drv->name);
初始化驱动的driver_private域。使其内嵌的kobject的kset指bus中的drivers_kset.这样,这个内嵌的kobject所生成的目录就会存在于bus对应目录的driver目录之下。这里还要注意的是,为内嵌kobject指定的ktype是driver_ktype.属性文件的读写操作都回回溯到struct driver_attribute中。这在之后再分析.
 
     if (error)
         goto out_unregister;
 
     if (drv->bus->p->drivers_autoprobe) {
         error = driver_attach(drv);
         if (error)
              goto out_unregister;
     }
     klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers);
b
     module_add_driver(drv->owner, drv);
如果总线允许自动进行匹配。就会调用driver_attach()进行这个自己匹配过程。这个函数跟我们在上面分析的device自动匹配过程是一样的。请自行分析.最后,将驱动挂到bus对应的驱动链表
 
     error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent);
     if (error) {
         printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed/n",
              __FUNCTION__, drv->name);
     }
生成一个属性为driver_attr_uevent的属性文件
 
     error = driver_add_attrs(bus, drv);
     if (error) {
         /* How the hell do we get out of this pickle? Give up */
         printk(KERN_ERR "%s: driver_add_attrs(%s) failed/n",
              __FUNCTION__, drv->name);
     }
为bus中的driver属性生成属性文件
 
     error = add_bind_files(drv);
     if (error) {
         /* Ditto */
         printk(KERN_ERR "%s: add_bind_files(%s) failed/n",
              __FUNCTION__, drv->name);
     }
生成属性为driver_attr_unbind和driver_attr_bind的属性文件
 
     kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);
生成一个add事件
     return error;
out_unregister:
     kobject_put(&priv->kobj);
out_put_bus:
     bus_put(bus);
     return error;
}
总的来说,这个函数比较简单。其中涉及到的子函数大部份都在之前分析过。我们接下来分析一下。它所创建的几个属性文件的含义。
如上所述。在这里会创建三个属性文件,对应属性分别为:driver_attr_uevent,driver_attr_unbind,driver_attr_bind。这几个属性的定义如下:
static DRIVER_ATTR(uevent, S_IWUSR, NULL, driver_uevent_store);
static DRIVER_ATTR(unbind, S_IWUSR, NULL, driver_unbind);
static DRIVER_ATTR(bind, S_IWUSR, NULL, driver_bind);
DRIVER_ATTR宏的定义如下:
#define DRIVER_ATTR(_name, _mode, _show, _store)   /
struct driver_attribute driver_attr_##_name =      /
     __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
 
对于driver_attr_uevent.它的读写函数分别为:NULL。driver_uevent_store。也就是说这个文件只允许写,不允许读操作。写操作的代码如下示:
static ssize_t driver_uevent_store(struct device_driver *drv,
                      const char *buf, size_t count)
{
     enum kobject_action action;
 
     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0)
         kobject_uevent(&drv->p->kobj, action);
     return count;
}
很明显,这是一个手动产生事件的过程。用户可间可以写事件到这个文件来产生事件。
对于driver_unbind.它的读写函数分别为:NULL driver_unbind。这个文件也是不允许读的。写操作代码如下:
static ssize_t driver_unbind(struct device_driver *drv,
                   const char *buf, size_t count)
{
     struct bus_type *bus = bus_get(drv->bus);
     struct device *dev;
     int err = -ENODEV;
 
     dev = bus_find_device_by_name(bus, NULL, buf);
     if (dev && dev->driver == drv) {
         if (dev->parent)   /* Needed for USB */
              down(&dev->parent->sem);
         device_release_driver(dev);
         if (dev->parent)
              up(&dev->parent->sem);
         err = count;
     }
     put_device(dev);
     bus_put(bus);
     return err;
}
从上面的代码可以看出。写入文件的是一个设备名称。这个函数对应操作是将这个设备与驱动的绑定分离开来。
 
driver_attr_bind属性对应的读写函数分别为NULL。driver_attr_bind 即也是不允许写的。从字面意思和上面分析的driver_attr_unbind操作代码来看,这个属性对应的写函数应该是将写入的设备文件与此驱动绑定起来。我们来看下代码。以证实我们的猜测。代码如下:
static ssize_t driver_bind(struct device_driver *drv,
                 const char *buf, size_t count)
{
     struct bus_type *bus = bus_get(drv->bus);
     struct device *dev;
     int err = -ENODEV;
 
     dev = bus_find_device_by_name(bus, NULL, buf);
     if (dev && dev->driver == NULL) {
         if (dev->parent)   /* Needed for USB */
              down(&dev->parent->sem);
         down(&dev->sem);
         err = driver_probe_device(drv, dev);
         up(&dev->sem);
         if (dev->parent)
              up(&dev->parent->sem);
 
         if (err > 0) {
              /* success */
              err = count;
         } else if (err == 0) {
              /* driver didn't accept device */
              err = -ENODEV;
         }
     }
     put_device(dev);
     bus_put(bus);
     return err;
}
果然,和我们猜测的是一样的。
 
五:小结
在这一节里,分析了设备模型中的最底层的元素和他们之间的关系。也分析了它们建立的几个属性文件的含义。到这里,我们已经可以自己写驱动架构代码了.^_^
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