程序博客网 > 道可道 知乎

Linux内核部件分析--设备驱动模型之device

来源：互联网 发布：道可道 知乎 编辑：程序博客网 时间：2024/05/16 14:33
linux的设备驱动模型，是建立在sysfs和kobject之上的，由总线、设备、驱动、类所组成的关系结构。从本节开始，我们将对linux这一设备驱动模型进行深入分析。

     头文件是include/linux/device.h，实现在drivers/base目录中。本节要分析的，是其中的设备，主要在core.c中。

  1. struct device {  
  2.     struct device       *parent;  
  3.   
  4.     struct device_private   *p;  
  5.   
  6.     struct kobject kobj;  
  7.     const char      *init_name; /* initial name of the device */  
  8.     struct device_type  *type;  
  9.   
  10.     struct semaphore    sem;    /* semaphore to synchronize calls to 
  11.                      * its driver. 
  12.                      */  
  13.   
  14.     struct bus_type *bus;       /* type of bus device is on */  
  15.     struct device_driver *driver;   /* which driver has allocated this 
  16.                        device */  
  17.     void        *platform_data; /* Platform specific data, device 
  18.                        core doesn't touch it */  
  19.     struct dev_pm_info  power;  
  20.   
  21. #ifdef CONFIG_NUMA   
  22.     int     numa_node;  /* NUMA node this device is close to */  
  23. #endif   
  24.     u64     *dma_mask;  /* dma mask (if dma'able device) */  
  25.     u64     coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for 
  26.                          alloc_coherent mappings as 
  27.                          not all hardware supports 
  28.                          64 bit addresses for consistent 
  29.                          allocations such descriptors. */  
  30.   
  31.     struct device_dma_parameters *dma_parms;  
  32.   
  33.     struct list_head    dma_pools;  /* dma pools (if dma'ble) */  
  34.   
  35.     struct dma_coherent_mem *dma_mem; /* internal for coherent mem 
  36.                          override */  
  37.     /* arch specific additions */  
  38.     struct dev_archdata archdata;  
  39.   
  40.     dev_t           devt;   /* dev_t, creates the sysfs "dev" */  
  41.   
  42.     spinlock_t      devres_lock;  
  43.     struct list_head    devres_head;  
  44.   
  45.     struct klist_node   knode_class;  
  46.     struct class        *class;  
  47.     const struct attribute_group **groups;  /* optional groups */  
  48.   
  49.     void    (*release)(struct device *dev);  
  50. };  

先来分析下structdevice的结构变量。首先是指向父节点的指针parent，kobj是内嵌在device中的kobject，用于把它联系到sysfs中。bus是对设备所在总线的指针，driver是对设备所用驱动的指针。还有DMA需要的数据，表示设备号的devt，表示设备资源的devres_head和保护它的devres_lock。指向类的指针class，knode_class是被连入class链表时所用的klist节点。group是设备的属性集合。release应该是设备释放时调用的函数。

  1. struct device_private {  
  2.     struct klist klist_children;  
  3.     struct klist_node knode_parent;  
  4.     struct klist_node knode_driver;  
  5.     struct klist_node knode_bus;  
  6.     void *driver_data;  
  7.     struct device *device;  
  8. };  
  9. #define to_device_private_parent(obj)   \   
  10.     container_of(obj, struct device_private, knode_parent)  
  11. #define to_device_private_driver(obj)   \   
  12.     container_of(obj, struct device_private, knode_driver)  
  13. #define to_device_private_bus(obj)  \   
  14.     container_of(obj, struct device_private, knode_bus)  

struct device中有一部分不愿意让外界看到，所以做出structdevice_private结构，包括了设备驱动模型内部的链接。klist_children是子设备的链表，knode_parent是连入父设备的klist_children时所用的节点，knode_driver是连入驱动的设备链表所用的节点，knode_bus是连入总线的设备链表时所用的节点。driver_data用于在设备结构中存放相关的驱动信息，也许是驱动专门为设备建立的结构实例。device则是指向structdevice_private所属的device。

下面还有一些宏，to_device_private_parent()是从父设备的klist_children上节点，获得相应的device_private。to_device_private_driver()是从驱动的设备链表上节点，获得对应的device_private。to_device_private_bus()是从总线的设备链表上节点，获得对应的device_private。

或许会奇怪，为什么knode_class没有被移入struct device_private，或许有外部模块需要用到它。

  1. /* 
  2.  * The type of device, "struct device" is embedded in. A class 
  3.  * or bus can contain devices of different types 
  4.  * like "partitions" and "disks", "mouse" and "event". 
  5.  * This identifies the device type and carries type-specific 
  6.  * information, equivalent to the kobj_type of a kobject. 
  7.  * If "name" is specified, the uevent will contain it in 
  8.  * the DEVTYPE variable. 
  9.  */  
  10. struct device_type {  
  11.     const char *name;  
  12.     const struct attribute_group **groups;  
  13.     int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);  
  14.     char *(*devnode)(struct device *dev, mode_t *mode);  
  15.     void (*release)(struct device *dev);  
  16.   
  17.     const struct dev_pm_ops *pm;  
  18. };  

device竟然有device_type，类似于与kobject相对的kobj_type，之后我们再看它怎么用。

  1. /* interface for exporting device attributes */  
  2. struct device_attribute {  
  3.     struct attribute    attr;  
  4.     ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
  5.             char *buf);  
  6.     ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
  7.              const char *buf, size_t count);  
  8. };  
  9.   
  10. #define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \   
  11. struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)  

这个device_attribute显然就是device对struct attribute的封装，新加的show()、store()函数都是以与设备相关的结构调用的。

至于device中其它的archdata、dma、devres，都是作为设备特有的，我们现在主要关心设备驱动模型的建立，这些会尽量忽略。 

下面就来看看device的实现，这主要在core.c中。

  1. int __init devices_init(void)  
  2. {  
  3.     devices_kset = kset_create_and_add("devices", &device_uevent_ops, NULL);  
  4.     if (!devices_kset)  
  5.         return -ENOMEM;  
  6.     dev_kobj = kobject_create_and_add("dev", NULL);  
  7.     if (!dev_kobj)  
  8.         goto dev_kobj_err;  
  9.     sysfs_dev_block_kobj = kobject_create_and_add("block", dev_kobj);  
  10.     if (!sysfs_dev_block_kobj)  
  11.         goto block_kobj_err;  
  12.     sysfs_dev_char_kobj = kobject_create_and_add("char", dev_kobj);  
  13.     if (!sysfs_dev_char_kobj)  
  14.         goto char_kobj_err;  
  15.   
  16.     return 0;  
  17.   
  18.  char_kobj_err:  
  19.     kobject_put(sysfs_dev_block_kobj);  
  20.  block_kobj_err:  
  21.     kobject_put(dev_kobj);  
  22.  dev_kobj_err:  
  23.     kset_unregister(devices_kset);  
  24.     return -ENOMEM;  
  25. }  

这是在设备驱动模型初始化时调用的device部分初始的函数devices_init()。它干的事情我们都很熟悉，就是建立sysfs中的devices目录，和dev目录。还在dev目录下又建立了block和char两个子目录。因为dev目录只打算存放辅助的设备号，所以没必要使用kset。

  1. static ssize_t dev_attr_show(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,  
  2.                  char *buf)  
  3. {  
  4.     struct device_attribute *dev_attr = to_dev_attr(attr);  
  5.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
  6.     ssize_t ret = -EIO;  
  7.   
  8.     if (dev_attr->show)  
  9.         ret = dev_attr->show(dev, dev_attr, buf);  
  10.     if (ret >= (ssize_t)PAGE_SIZE) {  
  11.         print_symbol("dev_attr_show: %s returned bad count\n",  
  12.                 (unsigned long)dev_attr->show);  
  13.     }  
  14.     return ret;  
  15. }  
  16.   
  17. static ssize_t dev_attr_store(struct kobject *kobj, struct attribute *attr,  
  18.                   const char *buf, size_t count)  
  19. {  
  20.     struct device_attribute *dev_attr = to_dev_attr(attr);  
  21.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
  22.     ssize_t ret = -EIO;  
  23.   
  24.     if (dev_attr->store)  
  25.         ret = dev_attr->store(dev, dev_attr, buf, count);  
  26.     return ret;  
  27. }  
  28.   
  29. static struct sysfs_ops dev_sysfs_ops = {  
  30.     .show   = dev_attr_show,  
  31.     .store  = dev_attr_store,  
  32. };  

看到这里是不是很熟悉，dev_sysfs_ops就是device准备注册到sysfs中的操作函数。dev_attr_show()和dev_attr_store()都会再调用与属性相关的函数。

  1. static void device_release(struct kobject *kobj)  
  2. {  
  3.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
  4.     struct device_private *p = dev->p;  
  5.   
  6.     if (dev->release)  
  7.         dev->release(dev);  
  8.     else if (dev->type && dev->type->release)  
  9.         dev->type->release(dev);  
  10.     else if (dev->class && dev->class->dev_release)  
  11.         dev->class->dev_release(dev);  
  12.     else  
  13.         WARN(1, KERN_ERR "Device '%s' does not have a release() "  
  14.             "function, it is broken and must be fixed.\n",  
  15.             dev_name(dev));  
  16.     kfree(p);  
  17. }  
  18.   
  19. static struct kobj_type device_ktype = {  
  20.     .release    = device_release,  
  21.     .sysfs_ops  = &dev_sysfs_ops,  
  22. };  

使用的release函数是device_release。在释放device时，会依次调用device结构中定义的release函数，device_type中定义的release函数，device所属的class中所定义的release函数，最后会吧device_private结构释放掉。

  1. static int dev_uevent_filter(struct kset *kset, struct kobject *kobj)  
  2. {  
  3.     struct kobj_type *ktype = get_ktype(kobj);  
  4.   
  5.     if (ktype == &device_ktype) {  
  6.         struct device *dev = to_dev(kobj);  
  7.         if (dev->bus)  
  8.             return 1;  
  9.         if (dev->class)  
  10.             return 1;  
  11.     }  
  12.     return 0;  
  13. }  
  14.   
  15. static const char *dev_uevent_name(struct kset *kset, struct kobject *kobj)  
  16. {  
  17.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
  18.   
  19.     if (dev->bus)  
  20.         return dev->bus->name;  
  21.     if (dev->class)  
  22.         return dev->class->name;  
  23.     return NULL;  
  24. }  
  25.   
  26. static int dev_uevent(struct kset *kset, struct kobject *kobj,  
  27.               struct kobj_uevent_env *env)  
  28. {  
  29.     struct device *dev = to_dev(kobj);  
  30.     int retval = 0;  
  31.   
  32.     /* add device node properties if present */  
  33.     if (MAJOR(dev->devt)) {  
  34.         const char *tmp;  
  35.         const char *name;  
  36.         mode_t mode = 0;  
  37.   
  38.         add_uevent_var(env, "MAJOR=%u", MAJOR(dev->devt));  
  39.         add_uevent_var(env, "MINOR=%u", MINOR(dev->devt));  
  40.         name = device_get_devnode(dev, &mode, &tmp);  
  41.         if (name) {  
  42.             add_uevent_var(env, "DEVNAME=%s", name);  
  43.             kfree(tmp);  
  44.             if (mode)  
  45.                 add_uevent_var(env, "DEVMODE=%#o", mode & 0777);  
  46.         }  
  47.     }  
  48.   
  49.     if (dev->type && dev->type->name)  
  50.         add_uevent_var(env, "DEVTYPE=%s", dev->type->name);  
  51.   
  52.     if (dev->driver)  
  53.         add_uevent_var(env, "DRIVER=%s", dev->driver->name);  
  54.   
  55. #ifdef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED   
  56.     if (dev->class) {  
  57.         struct device *parent = dev->parent;  
  58.   
  59.         /* find first bus device in parent chain */  
  60.         while (parent && !parent->bus)  
  61.             parent = parent->parent;  
  62.         if (parent && parent->bus) {  
  63.             const char *path;  
  64.   
  65.             path = kobject_get_path(&parent->kobj, GFP_KERNEL);  
  66.             if (path) {  
  67.                 add_uevent_var(env, "PHYSDEVPATH=%s", path);  
  68.                 kfree(path);  
  69.             }  
  70.   
  71.             add_uevent_var(env, "PHYSDEVBUS=%s", parent->bus->name);  
  72.   
  73.             if (parent->driver)  
  74.                 add_uevent_var(env, "PHYSDEVDRIVER=%s",  
  75.                            parent->driver->name);  
  76.         }  
  77.     } else if (dev->bus) {  
  78.         add_uevent_var(env, "PHYSDEVBUS=%s", dev->bus->name);  
  79.   
  80.         if (dev->driver)  
  81.             add_uevent_var(env, "PHYSDEVDRIVER=%s",  
  82.                        dev->driver->name);  
  83.     }  
  84. #endif   
  85.   
  86.     /* have the bus specific function add its stuff */  
  87.     if (dev->bus && dev->bus->uevent) {  
  88.         retval = dev->bus->uevent(dev, env);  
  89.         if (retval)  
  90.             pr_debug("device: '%s': %s: bus uevent() returned %d\n",  
  91.                  dev_name(dev), __func__, retval);  
  92.     }  
  93.   
  94.     /* have the class specific function add its stuff */  
  95.     if (dev->class && dev->class->dev_uevent) {  
  96.         retval = dev->class->dev_uevent(dev, env);  
  97.         if (retval)  
  98.             pr_debug("device: '%s': %s: class uevent() "  
  99.                  "returned %d\n", dev_name(dev),  
  100.                  __func__, retval);  
  101.     }  
  102.   
  103.     /* have the device type specific fuction add its stuff */  
  104.     if (dev->type && dev->type->uevent) {  
  105.         retval = dev->type->uevent(dev, env);  
  106.         if (retval)  
  107.             pr_debug("device: '%s': %s: dev_type uevent() "  
  108.                  "returned %d\n", dev_name(dev),  
  109.                  __func__, retval);  
  110.     }  
  111.   
  112.     return retval;  
  113. }  
  114.   
  115. static struct kset_uevent_ops device_uevent_ops = {  
  116.     .filter =   dev_uevent_filter,  
  117.     .name =     dev_uevent_name,  
  118.     .uevent =   dev_uevent,  
  119. };  

前面在讲到kset时，我们并未关注其中的kset_event_ops结构变量。但这里device既然用到了，我们就对其中的三个函数做简单介绍。kset_uevent_ops中的函数是用于管理kset内部kobject的uevent操作。其中filter函数用于阻止一个kobject向用户空间发送uevent，返回值为0表示阻止。这里dev_uevent_filter()检查device所属的bus或者class是否存在，如果都不存在，也就没有发送uevent的必要了。name函数是用于覆盖kset发送给用户空间的名称。这里dev_uevent_name()选择使用bus或者class的名称。uevent()函数是在uevent将被发送到用户空间之前调用的，用于向uevent中增加新的环境变量。dev_uevent()的实现很热闹，向uevent中添加了各种环境变量。

  1. static ssize_t show_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
  2.                char *buf)  
  3. {  
  4.     struct kobject *top_kobj;  
  5.     struct kset *kset;  
  6.     struct kobj_uevent_env *env = NULL;  
  7.     int i;  
  8.     size_t count = 0;  
  9.     int retval;  
  10.   
  11.     /* search the kset, the device belongs to */  
  12.     top_kobj = &dev->kobj;  
  13.     while (!top_kobj->kset && top_kobj->parent)  
  14.         top_kobj = top_kobj->parent;  
  15.     if (!top_kobj->kset)  
  16.         goto out;  
  17.   
  18.     kset = top_kobj->kset;  
  19.     if (!kset->uevent_ops || !kset->uevent_ops->uevent)  
  20.         goto out;  
  21.   
  22.     /* respect filter */  
  23.     if (kset->uevent_ops && kset->uevent_ops->filter)  
  24.         if (!kset->uevent_ops->filter(kset, &dev->kobj))  
  25.             goto out;  
  26.   
  27.     env = kzalloc(sizeof(struct kobj_uevent_env), GFP_KERNEL);  
  28.     if (!env)  
  29.         return -ENOMEM;  
  30.   
  31.     /* let the kset specific function add its keys */  
  32.     retval = kset->uevent_ops->uevent(kset, &dev->kobj, env);  
  33.     if (retval)  
  34.         goto out;  
  35.   
  36.     /* copy keys to file */  
  37.     for (i = 0; i < env->envp_idx; i++)  
  38.         count += sprintf(&buf[count], "%s\n", env->envp[i]);  
  39. out:  
  40.     kfree(env);  
  41.     return count;  
  42. }  
  43.   
  44. static ssize_t store_uevent(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
  45.                 const char *buf, size_t count)  
  46. {  
  47.     enum kobject_action action;  
  48.   
  49.     if (kobject_action_type(buf, count, &action) == 0) {  
  50.         kobject_uevent(&dev->kobj, action);  
  51.         goto out;  
  52.     }  
  53.   
  54.     dev_err(dev, "uevent: unsupported action-string; this will "  
  55.              "be ignored in a future kernel version\n");  
  56.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);  
  57. out:  
  58.     return count;  
  59. }  
  60.   
  61. static struct device_attribute uevent_attr =  
  62.     __ATTR(uevent, S_IRUGO | S_IWUSR, show_uevent, store_uevent);  

device不仅在kset中添加了对uevent的管理，而且还把uevent信息做成设备的一个属性uevent。其中show_event()是显示uevent中环境变量的，store_uevent()是发送uevent的。

  1. static int device_add_attributes(struct device *dev,  
  2.                  struct device_attribute *attrs)  
  3. {  
  4.     int error = 0;  
  5.     int i;  
  6.   
  7.     if (attrs) {  
  8.         for (i = 0; attr_name(attrs[i]); i++) {  
  9.             error = device_create_file(dev, &attrs[i]);  
  10.             if (error)  
  11.                 break;  
  12.         }  
  13.         if (error)  
  14.             while (--i >= 0)  
  15.                 device_remove_file(dev, &attrs[i]);  
  16.     }  
  17.     return error;  
  18. }  
  19.   
  20. static void device_remove_attributes(struct device *dev,  
  21.                      struct device_attribute *attrs)  
  22. {  
  23.     int i;  
  24.   
  25.     if (attrs)  
  26.         for (i = 0; attr_name(attrs[i]); i++)  
  27.             device_remove_file(dev, &attrs[i]);  
  28. }  
  29.   
  30. static int device_add_groups(struct device *dev,  
  31.                  const struct attribute_group **groups)  
  32. {  
  33.     int error = 0;  
  34.     int i;  
  35.   
  36.     if (groups) {  
  37.         for (i = 0; groups[i]; i++) {  
  38.             error = sysfs_create_group(&dev->kobj, groups[i]);  
  39.             if (error) {  
  40.                 while (--i >= 0)  
  41.                     sysfs_remove_group(&dev->kobj,  
  42.                                groups[i]);  
  43.                 break;  
  44.             }  
  45.         }  
  46.     }  
  47.     return error;  
  48. }  
  49.   
  50. static void device_remove_groups(struct device *dev,  
  51.                  const struct attribute_group **groups)  
  52. {  
  53.     int i;  
  54.   
  55.     if (groups)  
  56.         for (i = 0; groups[i]; i++)  
  57.             sysfs_remove_group(&dev->kobj, groups[i]);  
  58. }  

以上四个内部函数是用来向device中添加或删除属性与属性集合的。

device_add_attributes、device_remove_attributes、device_add_groups、device_remove_groups，都是直接通过sysfs提供的API实现。

  1. static int device_add_attrs(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     struct class *class = dev->class;  
  4.     struct device_type *type = dev->type;  
  5.     int error;  
  6.   
  7.     if (class) {  
  8.         error = device_add_attributes(dev, class->dev_attrs);  
  9.         if (error)  
  10.             return error;  
  11.     }  
  12.   
  13.     if (type) {  
  14.         error = device_add_groups(dev, type->groups);  
  15.         if (error)  
  16.             goto err_remove_class_attrs;  
  17.     }  
  18.   
  19.     error = device_add_groups(dev, dev->groups);  
  20.     if (error)  
  21.         goto err_remove_type_groups;  
  22.   
  23.     return 0;  
  24.   
  25.  err_remove_type_groups:  
  26.     if (type)  
  27.         device_remove_groups(dev, type->groups);  
  28.  err_remove_class_attrs:  
  29.     if (class)  
  30.         device_remove_attributes(dev, class->dev_attrs);  
  31.   
  32.     return error;  
  33. }  
  34.   
  35. static void device_remove_attrs(struct device *dev)  
  36. {  
  37.     struct class *class = dev->class;  
  38.     struct device_type *type = dev->type;  
  39.   
  40.     device_remove_groups(dev, dev->groups);  
  41.   
  42.     if (type)  
  43.         device_remove_groups(dev, type->groups);  
  44.   
  45.     if (class)  
  46.         device_remove_attributes(dev, class->dev_attrs);  
  47. }  

device_add_attrs()实际负责device中的属性添加。也是几个部分的集合，包括class中的dev_attrs，device_type中的groups，还有device本身的groups。

device_remove_attrs()则负责对应的device属性删除工作。

  1. #define print_dev_t(buffer, dev)                    \   
  2.     sprintf((buffer), "%u:%u\n", MAJOR(dev), MINOR(dev))  
  3.   
  4. static ssize_t show_dev(struct device *dev, struct device_attribute *attr,  
  5.             char *buf)  
  6. {  
  7.     return print_dev_t(buf, dev->devt);  
  8. }  
  9.   
  10. static struct device_attribute devt_attr =  
  11.     __ATTR(dev, S_IRUGO, show_dev, NULL);  

这里又定义了一个名为dev的属性，就是显示设备的设备号。

  1. /** 
  2.  * device_create_file - create sysfs attribute file for device. 
  3.  * @dev: device. 
  4.  * @attr: device attribute descriptor. 
  5.  */  
  6. int device_create_file(struct device *dev, struct device_attribute *attr)  
  7. {  
  8.     int error = 0;  
  9.     if (dev)  
  10.         error = sysfs_create_file(&dev->kobj, &attr->attr);  
  11.     return error;  
  12. }  
  13.   
  14. /** 
  15.  * device_remove_file - remove sysfs attribute file. 
  16.  * @dev: device. 
  17.  * @attr: device attribute descriptor. 
  18.  */  
  19. void device_remove_file(struct device *dev, struct device_attribute *attr)  
  20. {  
  21.     if (dev)  
  22.         sysfs_remove_file(&dev->kobj, &attr->attr);  
  23. }  
  24.   
  25. /** 
  26.  * device_create_bin_file - create sysfs binary attribute file for device. 
  27.  * @dev: device. 
  28.  * @attr: device binary attribute descriptor. 
  29.  */  
  30. int device_create_bin_file(struct device *dev, struct bin_attribute *attr)  
  31. {  
  32.     int error = -EINVAL;  
  33.     if (dev)  
  34.         error = sysfs_create_bin_file(&dev->kobj, attr);  
  35.     return error;  
  36. }  
  37.   
  38. /** 
  39.  * device_remove_bin_file - remove sysfs binary attribute file 
  40.  * @dev: device. 
  41.  * @attr: device binary attribute descriptor. 
  42.  */  
  43. void device_remove_bin_file(struct device *dev, struct bin_attribute *attr)  
  44. {  
  45.     if (dev)  
  46.         sysfs_remove_bin_file(&dev->kobj, attr);  
  47. }  
  48.   
  49. int device_schedule_callback_owner(struct device *dev,  
  50.         void (*func)(struct device *), struct module *owner)  
  51. {  
  52.     return sysfs_schedule_callback(&dev->kobj,  
  53.             (void (*)(void *)) func, dev, owner);  
  54. }  

这里的五个函数，也是对sysfs提供的API的简单封装。

device_create_file()和device_remove_file()提供直接的属性文件管理方法。

 device_create_bin_file()和device_remove_bin_file()则是提供设备管理二进制文件的方法。

device_schedule_callback_owner()也是简单地将func加入工作队列。

  1. static void klist_children_get(struct klist_node *n)  
  2. {  
  3.     struct device_private *p = to_device_private_parent(n);  
  4.     struct device *dev = p->device;  
  5.   
  6.     get_device(dev);  
  7. }  
  8.   
  9. static void klist_children_put(struct klist_node *n)  
  10. {  
  11.     struct device_private *p = to_device_private_parent(n);  
  12.     struct device *dev = p->device;  
  13.   
  14.     put_device(dev);  
  15. }  

如果之前认真看过klist的实现，应该知道，klist_children_get()和klist_children_put()就是在设备挂入和删除父设备的klist_children链表时调用的函数。在父设备klist_children链表上的指针，相当于对device的一个引用计数。

  1. struct device *get_device(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     return dev ? to_dev(kobject_get(&dev->kobj)) : NULL;  
  4. }  
  5.   
  6. /** 
  7.  * put_device - decrement reference count. 
  8.  * @dev: device in question. 
  9.  */  
  10. void put_device(struct device *dev)  
  11. {  
  12.     /* might_sleep(); */  
  13.     if (dev)  
  14.         kobject_put(&dev->kobj);  
  15. }  

device中的引用计数，完全交给内嵌的kobject来做。如果引用计数降为零，自然是调用之前说到的包含甚广的device_release函数。

  1. void device_initialize(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     dev->kobj.kset = devices_kset;  
  4.     kobject_init(&dev->kobj, &device_ktype);  
  5.     INIT_LIST_HEAD(&dev->dma_pools);  
  6.     init_MUTEX(&dev->sem);  
  7.     spin_lock_init(&dev->devres_lock);  
  8.     INIT_LIST_HEAD(&dev->devres_head);  
  9.     device_init_wakeup(dev, 0);  
  10.     device_pm_init(dev);  
  11.     set_dev_node(dev, -1);  
  12. }  

device_initialize()就是device结构的初始化函数，它把device中能初始化的部分全初始化。它的界限在其中kobj的位置与device在设备驱动模型中的位置，这些必须由外部设置。可以看到，调用kobject_init()时，object的kobj_type选择了device_ktype，其中主要是sysops的两个函数，还有device_release函数。

  1. static struct kobject *virtual_device_parent(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     static struct kobject *virtual_dir = NULL;  
  4.   
  5.     if (!virtual_dir)  
  6.         virtual_dir = kobject_create_and_add("virtual",  
  7.                              &devices_kset->kobj);  
  8.   
  9.     return virtual_dir;  
  10. }  
  11.   
  12. static struct kobject *get_device_parent(struct device *dev,  
  13.                      struct device *parent)  
  14. {  
  15.     int retval;  
  16.   
  17.     if (dev->class) {  
  18.         struct kobject *kobj = NULL;  
  19.         struct kobject *parent_kobj;  
  20.         struct kobject *k;  
  21.   
  22.         /* 
  23.          * If we have no parent, we live in "virtual". 
  24.          * Class-devices with a non class-device as parent, live 
  25.          * in a "glue" directory to prevent namespace collisions. 
  26.          */  
  27.         if (parent == NULL)  
  28.             parent_kobj = virtual_device_parent(dev);  
  29.         else if (parent->class)  
  30.             return &parent->kobj;  
  31.         else  
  32.             parent_kobj = &parent->kobj;  
  33.   
  34.         /* find our class-directory at the parent and reference it */  
  35.         spin_lock(&dev->class->p->class_dirs.list_lock);  
  36.         list_for_each_entry(k, &dev->class->p->class_dirs.list, entry)  
  37.             if (k->parent == parent_kobj) {  
  38.                 kobj = kobject_get(k);  
  39.                 break;  
  40.             }  
  41.         spin_unlock(&dev->class->p->class_dirs.list_lock);  
  42.         if (kobj)  
  43.             return kobj;  
  44.   
  45.         /* or create a new class-directory at the parent device */  
  46.         k = kobject_create();  
  47.         if (!k)  
  48.             return NULL;  
  49.         k->kset = &dev->class->p->class_dirs;  
  50.         retval = kobject_add(k, parent_kobj, "%s", dev->class->name);  
  51.         if (retval < 0) {  
  52.             kobject_put(k);  
  53.             return NULL;  
  54.         }  
  55.         /* do not emit an uevent for this simple "glue" directory */  
  56.         return k;  
  57.     }  
  58.   
  59.     if (parent)  
  60.         return &parent->kobj;  
  61.     return NULL;  
  62. }  

这里的get_device_parent()就是获取父节点的kobject，但也并非就如此简单。get_device_parent()的返回值直接决定了device将被挂在哪个目录下。到底该挂在哪，是由dev->class、dev->parent、dev->parent->class等因素综合决定的。我们看get_device_parent()中是如何判断的。如果dev->class为空，表示一切随父设备，有parent则返回parent->kobj，没有则返回NULL。如果有dev->class呢，情况就比较复杂了，也许device有着与parent不同的class，也许device还没有一个parent，等等。我们看具体的情况。如果parent不为空，而且存在parent->class，则还放在parent目录下。不然，要么parent不存在，要么parent没有class，很难直接将有class的device放在parent下面。目前的解决方法很简单，在parent与device之间，再加一层表示class的目录。如果parent都没有，那就把/sys/devices/virtual当做parent。class->p->class_dirs就是专门存放这种中间kobject的kset。思路理清后，再结合实际的sysfs，代码就很容易看懂了。

  1. static void cleanup_glue_dir(struct device *dev, struct kobject *glue_dir)  
  2. {  
  3.     /* see if we live in a "glue" directory */  
  4.     if (!glue_dir || !dev->class ||  
  5.         glue_dir->kset != &dev->class->p->class_dirs)  
  6.         return;  
  7.   
  8.     kobject_put(glue_dir);  
  9. }  
  10.   
  11. static void cleanup_device_parent(struct device *dev)  
  12. {  
  13.     cleanup_glue_dir(dev, dev->kobj.parent);  
  14. }  

cleanup_device_parent()是取消对parent引用时调用的函数，看起来只针对这种glue形式的目录起作用。

  1. static void setup_parent(struct device *dev, struct device *parent)  
  2. {  
  3.     struct kobject *kobj;  
  4.     kobj = get_device_parent(dev, parent);  
  5.     if (kobj)  
  6.         dev->kobj.parent = kobj;  
  7. }  

setup_parent()就是调用get_device_parent()获得应该存放的父目录kobj，并把dev->kobj.parent设为它。

  1. static int device_add_class_symlinks(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     int error;  
  4.   
  5.     if (!dev->class)  
  6.         return 0;  
  7.   
  8.     error = sysfs_create_link(&dev->kobj,  
  9.                   &dev->class->p->class_subsys.kobj,  
  10.                   "subsystem");  
  11.     if (error)  
  12.         goto out;  
  13.     /* link in the class directory pointing to the device */  
  14.     error = sysfs_create_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
  15.                   &dev->kobj, dev_name(dev));  
  16.     if (error)  
  17.         goto out_subsys;  
  18.   
  19.     if (dev->parent && device_is_not_partition(dev)) {  
  20.         error = sysfs_create_link(&dev->kobj, &dev->parent->kobj,  
  21.                       "device");  
  22.         if (error)  
  23.             goto out_busid;  
  24.     }  
  25.     return 0;  
  26.   
  27. out_busid:  
  28.     sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj, dev_name(dev));  
  29. out_subsys:  
  30.     sysfs_remove_link(&dev->kobj, "subsystem");  
  31. out:  
  32.     return error;  
  33. }  

device_add_class_symlinks()在device和class直接添加一些软链接。在device目录下创建指向class的subsystem文件，在class目录下创建指向device的同名文件。如果device有父设备，而且device不是块设备分区，则在device目录下建立一个指向父设备的device链接文件。这一点在usb设备和usb接口间很常见。

  1. static void device_remove_class_symlinks(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     if (!dev->class)  
  4.         return;  
  5.   
  6. #ifdef CONFIG_SYSFS_DEPRECATED   
  7.     if (dev->parent && device_is_not_partition(dev)) {  
  8.         char *class_name;  
  9.   
  10.         class_name = make_class_name(dev->class->name, &dev->kobj);  
  11.         if (class_name) {  
  12.             sysfs_remove_link(&dev->parent->kobj, class_name);  
  13.             kfree(class_name);  
  14.         }  
  15.         sysfs_remove_link(&dev->kobj, "device");  
  16.     }  
  17.   
  18.     if (dev->kobj.parent != &dev->class->p->class_subsys.kobj &&  
  19.         device_is_not_partition(dev))  
  20.         sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
  21.                   dev_name(dev));  
  22. #else   
  23.     if (dev->parent && device_is_not_partition(dev))  
  24.         sysfs_remove_link(&dev->kobj, "device");  
  25.   
  26.     sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj, dev_name(dev));  
  27. #endif   
  28.   
  29.     sysfs_remove_link(&dev->kobj, "subsystem");  
  30. }  

device_remove_class_symlinks()删除device和class之间的软链接。

  1. static inline const char *dev_name(const struct device *dev)  
  2. {  
  3.     return kobject_name(&dev->kobj);  
  4. }  
  5.   
  6. int dev_set_name(struct device *dev, const char *fmt, ...)  
  7. {  
  8.     va_list vargs;  
  9.     int err;  
  10.   
  11.     va_start(vargs, fmt);  
  12.     err = kobject_set_name_vargs(&dev->kobj, fmt, vargs);  
  13.     va_end(vargs);  
  14.     return err;  
  15. }  

dev_name()获得设备名称，dev_set_name()设置设备名称。但这里的dev_set_name()只能在设备未注册前使用。device的名称其实是完全靠dev->kobj管理的。

  1. static struct kobject *device_to_dev_kobj(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     struct kobject *kobj;  
  4.   
  5.     if (dev->class)  
  6.         kobj = dev->class->dev_kobj;  
  7.     else  
  8.         kobj = sysfs_dev_char_kobj;  
  9.   
  10.     return kobj;  
  11. }  

device_to_dev_kobj()为dev选择合适的/sys/dev下的kobject，或者是块设备，或者是字符设备，或者没有。

  1. #define format_dev_t(buffer, dev)                   \   
  2.     ({                              \  
  3.         sprintf(buffer, "%u:%u", MAJOR(dev), MINOR(dev));   \  
  4.         buffer;                         \  
  5.     })  
  6.   
  7. static int device_create_sys_dev_entry(struct device *dev)  
  8. {  
  9.     struct kobject *kobj = device_to_dev_kobj(dev);  
  10.     int error = 0;  
  11.     char devt_str[15];  
  12.   
  13.     if (kobj) {  
  14.         format_dev_t(devt_str, dev->devt);  
  15.         error = sysfs_create_link(kobj, &dev->kobj, devt_str);  
  16.     }  
  17.   
  18.     return error;  
  19. }  
  20.   
  21. static void device_remove_sys_dev_entry(struct device *dev)  
  22. {  
  23.     struct kobject *kobj = device_to_dev_kobj(dev);  
  24.     char devt_str[15];  
  25.   
  26.     if (kobj) {  
  27.         format_dev_t(devt_str, dev->devt);  
  28.         sysfs_remove_link(kobj, devt_str);  
  29.     }  
  30. }  

device_create_sys_dev_entry()是在/sys/dev相应的目录下建立对设备的软链接。先是通过device_to_dev_kobj()获得父节点的kobj，然后调用sysfs_create_link()建立软链接。

device_remove_sys_dev_entry()与其操作正相反，删除在/sys/dev下建立的软链接。

  1. int device_private_init(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     dev->p = kzalloc(sizeof(*dev->p), GFP_KERNEL);  
  4.     if (!dev->p)  
  5.         return -ENOMEM;  
  6.     dev->p->device = dev;  
  7.     klist_init(&dev->p->klist_children, klist_children_get,  
  8.            klist_children_put);  
  9.     return 0;  
  10. }  

device_private_init()分配并初始化dev->p。至于空间的释放，是等到释放设备时调用的device_release()中。

之前的函数比较散乱，或许找不出一个整体的印象。但下面马上就要看到重要的部分了，因为代码终于攒到了爆发的程度！

  1. /** 
  2.  * device_register - register a device with the system. 
  3.  * @dev: pointer to the device structure 
  4.  * 
  5.  * This happens in two clean steps - initialize the device 
  6.  * and add it to the system. The two steps can be called 
  7.  * separately, but this is the easiest and most common. 
  8.  * I.e. you should only call the two helpers separately if 
  9.  * have a clearly defined need to use and refcount the device 
  10.  * before it is added to the hierarchy. 
  11.  * 
  12.  * NOTE: _Never_ directly free @dev after calling this function, even 
  13.  * if it returned an error! Always use put_device() to give up the 
  14.  * reference initialized in this function instead. 
  15.  */  
  16. int device_register(struct device *dev)  
  17. {  
  18.     device_initialize(dev);  
  19.     return device_add(dev);  
  20. }  

device_register()是提供给外界注册设备的接口。它先是调用device_initialize()初始化dev结构，然后调用device_add()将其加入系统中。但要注意，在调用device_register()注册dev之前，有一些dev结构变量是需要自行设置的。这其中有指明设备位置的struct device *parent,struct bus_type *bus, struct class*class，有指明设备属性的 const char *init_name, struct device_type *type, conststruct attribute_group **groups, void (*release)(struct device *dev),dev_tdevt，等等。不同设备的使用方法不同，我们留待之后再具体分析。device_initialize()我们已经看过，下面重点看看device_add()是如何实现的。

  1. int device_add(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     struct device *parent = NULL;  
  4.     struct class_interface *class_intf;  
  5.     int error = -EINVAL;  
  6.   
  7.     dev = get_device(dev);  
  8.     if (!dev)  
  9.         goto done;  
  10.   
  11.     if (!dev->p) {  
  12.         error = device_private_init(dev);  
  13.         if (error)  
  14.             goto done;  
  15.     }  
  16.   
  17.     /* 
  18.      * for statically allocated devices, which should all be converted 
  19.      * some day, we need to initialize the name. We prevent reading back 
  20.      * the name, and force the use of dev_name() 
  21.      */  
  22.     if (dev->init_name) {  
  23.         dev_set_name(dev, "%s", dev->init_name);  
  24.         dev->init_name = NULL;  
  25.     }  
  26.   
  27.     if (!dev_name(dev))  
  28.         goto name_error;  
  29.   
  30.     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);  
  31.   
  32.     parent = get_device(dev->parent);  
  33.     setup_parent(dev, parent);  
  34.   
  35.     /* use parent numa_node */  
  36.     if (parent)  
  37.         set_dev_node(dev, dev_to_node(parent));  
  38.   
  39.     /* first, register with generic layer. */  
  40.     /* we require the name to be set before, and pass NULL */  
  41.     error = kobject_add(&dev->kobj, dev->kobj.parent, NULL);  
  42.     if (error)  
  43.         goto Error;  
  44.   
  45.     /* notify platform of device entry */  
  46.     if (platform_notify)  
  47.         platform_notify(dev);  
  48.   
  49.     error = device_create_file(dev, &uevent_attr);  
  50.     if (error)  
  51.         goto attrError;  
  52.   
  53.     if (MAJOR(dev->devt)) {  
  54.         error = device_create_file(dev, &devt_attr);  
  55.         if (error)  
  56.             goto ueventattrError;  
  57.   
  58.         error = device_create_sys_dev_entry(dev);  
  59.         if (error)  
  60.             goto devtattrError;  
  61.   
  62.         devtmpfs_create_node(dev);  
  63.     }  
  64.   
  65.     error = device_add_class_symlinks(dev);  
  66.     if (error)  
  67.         goto SymlinkError;  
  68.     error = device_add_attrs(dev);  
  69.     if (error)  
  70.         goto AttrsError;  
  71.     error = bus_add_device(dev);  
  72.     if (error)  
  73.         goto BusError;  
  74.     error = dpm_sysfs_add(dev);  
  75.     if (error)  
  76.         goto DPMError;  
  77.     device_pm_add(dev);  
  78.   
  79.     /* Notify clients of device addition.  This call must come 
  80.      * after dpm_sysf_add() and before kobject_uevent(). 
  81.      */  
  82.     if (dev->bus)  
  83.         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,  
  84.                          BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE, dev);  
  85.   
  86.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);  
  87.     bus_probe_device(dev);  
  88.     if (parent)  
  89.         klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,  
  90.                    &parent->p->klist_children);  
  91.   
  92.     if (dev->class) {  
  93.         mutex_lock(&dev->class->p->class_mutex);  
  94.         /* tie the class to the device */  
  95.         klist_add_tail(&dev->knode_class,  
  96.                    &dev->class->p->class_devices);  
  97.   
  98.         /* notify any interfaces that the device is here */  
  99.         list_for_each_entry(class_intf,  
  100.                     &dev->class->p->class_interfaces, node)  
  101.             if (class_intf->add_dev)  
  102.                 class_intf->add_dev(dev, class_intf);  
  103.         mutex_unlock(&dev->class->p->class_mutex);  
  104.     }  
  105. done:  
  106.     put_device(dev);  
  107.     return error;  
  108.  DPMError:  
  109.     bus_remove_device(dev);  
  110.  BusError:  
  111.     device_remove_attrs(dev);  
  112.  AttrsError:  
  113.     device_remove_class_symlinks(dev);  
  114.  SymlinkError:  
  115.     if (MAJOR(dev->devt))  
  116.         device_remove_sys_dev_entry(dev);  
  117.  devtattrError:  
  118.     if (MAJOR(dev->devt))  
  119.         device_remove_file(dev, &devt_attr);  
  120.  ueventattrError:  
  121.     device_remove_file(dev, &uevent_attr);  
  122.  attrError:  
  123.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);  
  124.     kobject_del(&dev->kobj);  
  125.  Error:  
  126.     cleanup_device_parent(dev);  
  127.     if (parent)  
  128.         put_device(parent);  
  129. name_error:  
  130.     kfree(dev->p);  
  131.     dev->p = NULL;  
  132.     goto done;  
  133. }  

device_add()将dev加入设备驱动模型。它先是调用get_device(dev)增加dev的引用计数，然后调用device_private_init()分配和初始化dev->p，调用dev_set_name()设置dev名字。然后是准备将dev加入sysfs，先是用get_device(parent)增加对parent的引用计数(无论是直接挂在parent下还是通过一个类层挂在parent下都要增加parent的引用计数），然后调用setup_parent()找到实际要加入的父kobject，通过kobject_add()加入其下。然后是添加属性和属性集合的操作，调用device_create_file()添加uevent属性，调用device_add_attrs()添加device/type/class预定义的属性与属性集合。如果dev有被分配设备号，再用device_create_file()添加dev属性，并用device_create_sys_dev_entry()在/sys/dev下添加相应的软链接，最后调用devtmpfs_create_node()在/dev下创建相应的设备文件。然后调用device_add_class_symlinks()添加dev与class间的软链接，调用bus_add_device()添加dev与bus间的软链接，并将dev挂入bus的设备链表。调用dpm_sysfs_add()增加dev下的power属性集合，调用device_pm_add()将dev加入dpm_list链表。

调用kobject_uevent()发布KOBJ_ADD消息，调用bus_probe_device()为dev寻找合适的驱动。如果有parent节点，把dev->p->knode_parent挂入parent->p->klist_children链表。如果dev有所属的class，将dev->knode_class挂在class->p->class_devices上，并调用可能的类设备接口的add_dev()方法。可能对于直接在bus上的设备来说，自然可以调用bus_probe_device()查找驱动，而不与总线直接接触的设备，则要靠class来发现驱动，这里的class_interface中的add_dev()方法，就是一个绝好的机会。最后会调用put_device(dev)释放在函数开头增加的引用计数。

device_add()要做的事很多，但想想每件事都在情理之中。device是设备驱动模型的基本元素，在class、bus、dev、devices中都有它的身影。device_add()要适应各种类型的设备注册，自然会越来越复杂。可以说文件开头定义的内部函数，差不多都是为了这里服务的。

  1. void device_unregister(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);  
  4.     device_del(dev);  
  5.     put_device(dev);  
  6. }  

有注册自然又注销。device_unregister()就是用于将dev从系统中注销，并释放创建时产生的引用计数。

  1. void device_del(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     struct device *parent = dev->parent;  
  4.     struct class_interface *class_intf;  
  5.   
  6.     /* Notify clients of device removal.  This call must come 
  7.      * before dpm_sysfs_remove(). 
  8.      */  
  9.     if (dev->bus)  
  10.         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,  
  11.                          BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE, dev);  
  12.     device_pm_remove(dev);  
  13.     dpm_sysfs_remove(dev);  
  14.     if (parent)  
  15.         klist_del(&dev->p->knode_parent);  
  16.     if (MAJOR(dev->devt)) {  
  17.         devtmpfs_delete_node(dev);  
  18.         device_remove_sys_dev_entry(dev);  
  19.         device_remove_file(dev, &devt_attr);  
  20.     }  
  21.     if (dev->class) {  
  22.         device_remove_class_symlinks(dev);  
  23.   
  24.         mutex_lock(&dev->class->p->class_mutex);  
  25.         /* notify any interfaces that the device is now gone */  
  26.         list_for_each_entry(class_intf,  
  27.                     &dev->class->p->class_interfaces, node)  
  28.             if (class_intf->remove_dev)  
  29.                 class_intf->remove_dev(dev, class_intf);  
  30.         /* remove the device from the class list */  
  31.         klist_del(&dev->knode_class);  
  32.         mutex_unlock(&dev->class->p->class_mutex);  
  33.     }  
  34.     device_remove_file(dev, &uevent_attr);  
  35.     device_remove_attrs(dev);  
  36.     bus_remove_device(dev);  
  37.   
  38.     /* 
  39.      * Some platform devices are driven without driver attached 
  40.      * and managed resources may have been acquired.  Make sure 
  41.      * all resources are released. 
  42.      */  
  43.     devres_release_all(dev);  
  44.   
  45.     /* Notify the platform of the removal, in case they 
  46.      * need to do anything... 
  47.      */  
  48.     if (platform_notify_remove)  
  49.         platform_notify_remove(dev);  
  50.     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);  
  51.     cleanup_device_parent(dev);  
  52.     kobject_del(&dev->kobj);  
  53.     put_device(parent);  
  54. }  

device_del()是与device_add()相对的函数，进行实际的将dev从系统中脱离的工作。这其中既有将dev从设备驱动模型各种链表中脱离的工作，又有将dev从sysfs的各个角落删除的工作。大致流程与dev_add()相对，就不一一介绍。

爆发结束，下面来看一些比较轻松的函数。

  1. /** 
  2.  * device_get_devnode - path of device node file 
  3.  * @dev: device 
  4.  * @mode: returned file access mode 
  5.  * @tmp: possibly allocated string 
  6.  * 
  7.  * Return the relative path of a possible device node. 
  8.  * Non-default names may need to allocate a memory to compose 
  9.  * a name. This memory is returned in tmp and needs to be 
  10.  * freed by the caller. 
  11.  */  
  12. const char *device_get_devnode(struct device *dev,  
  13.                    mode_t *mode, const char **tmp)  
  14. {  
  15.     char *s;  
  16.   
  17.     *tmp = NULL;  
  18.   
  19.     /* the device type may provide a specific name */  
  20.     if (dev->type && dev->type->devnode)  
  21.         *tmp = dev->type->devnode(dev, mode);  
  22.     if (*tmp)  
  23.         return *tmp;  
  24.   
  25.     /* the class may provide a specific name */  
  26.     if (dev->class && dev->class->devnode)  
  27.         *tmp = dev->class->devnode(dev, mode);  
  28.     if (*tmp)  
  29.         return *tmp;  
  30.   
  31.     /* return name without allocation, tmp == NULL */  
  32.     if (strchr(dev_name(dev), '!') == NULL)  
  33.         return dev_name(dev);  
  34.   
  35.     /* replace '!' in the name with '/' */  
  36.     *tmp = kstrdup(dev_name(dev), GFP_KERNEL);  
  37.     if (!*tmp)  
  38.         return NULL;  
  39.     while ((s = strchr(*tmp, '!')))  
  40.         s[0] = '/';  
  41.     return *tmp;  
  42. }  

device_get_devnode()返回设备的路径名。不过似乎可以由device_type或者class定义一些独特的返回名称。

  1. static struct device *next_device(struct klist_iter *i)  
  2. {  
  3.     struct klist_node *n = klist_next(i);  
  4.     struct device *dev = NULL;  
  5.     struct device_private *p;  
  6.   
  7.     if (n) {  
  8.         p = to_device_private_parent(n);  
  9.         dev = p->device;  
  10.     }  
  11.     return dev;  
  12. }  
  13.   
  14. int device_for_each_child(struct device *parent, void *data,  
  15.               int (*fn)(struct device *dev, void *data))  
  16. {  
  17.     struct klist_iter i;  
  18.     struct device *child;  
  19.     int error = 0;  
  20.   
  21.     if (!parent->p)  
  22.         return 0;  
  23.   
  24.     klist_iter_init(&parent->p->klist_children, &i);  
  25.     while ((child = next_device(&i)) && !error)  
  26.         error = fn(child, data);  
  27.     klist_iter_exit(&i);  
  28.     return error;  
  29. }  
  30.   
  31. struct device *device_find_child(struct device *parent, void *data,  
  32.                  int (*match)(struct device *dev, void *data))  
  33. {  
  34.     struct klist_iter i;  
  35.     struct device *child;  
  36.   
  37.     if (!parent)  
  38.         return NULL;  
  39.   
  40.     klist_iter_init(&parent->p->klist_children, &i);  
  41.     while ((child = next_device(&i)))  
  42.         if (match(child, data) && get_device(child))  
  43.             break;  
  44.     klist_iter_exit(&i);  
  45.     return child;  
  46. }  

device_for_each_child()对dev下的每个子device，都调用一遍特定的处理函数。

device_find_child()则是查找dev下特点的子device，查找使用特定的match函数。

这两个遍历过程都使用了klist特有的遍历函数，支持遍历过程中的节点删除等功能。next_device()则是为了遍历方便封装的一个内部函数。

下面本该是root_device注册相关的代码。但经过检查，linux内核中使用到的root_device很少见，而且在sysfs中也未能找到一个实际的例子。所以root_device即使还未被弃用，也并非主流，我们将其跳过。

与kobject和kset类似，device也为我们提供了快速device创建方法，下面就看看吧。

  1. static void device_create_release(struct device *dev)  
  2. {  
  3.     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);  
  4.     kfree(dev);  
  5. }  
  6.   
  7. struct device *device_create_vargs(struct class *class, struct device *parent,  
  8.                    dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt,  
  9.                    va_list args)  
  10. {  
  11.     struct device *dev = NULL;  
  12.     int retval = -ENODEV;  
  13.   
  14.     if (class == NULL || IS_ERR(class))  
  15.         goto error;  
  16.   
  17.     dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);  
  18.     if (!dev) {  
  19.         retval = -ENOMEM;  
  20.         goto error;  
  21.     }  
  22.   
  23.     dev->devt = devt;  
  24.     dev->class = class;  
  25.     dev->parent = parent;  
  26.     dev->release = device_create_release;  
  27.     dev_set_drvdata(dev, drvdata);  
  28.   
  29.     retval = kobject_set_name_vargs(&dev->kobj, fmt, args);  
  30.     if (retval)  
  31.         goto error;  
  32.   
  33.     retval = device_register(dev);  
  34.     if (retval)  
  35.         goto error;  
  36.   
  37.     return dev;  
  38.   
  39. error:  
  40.     put_device(dev);  
  41.     return ERR_PTR(retval);  
  42. }  
  43.   
  44. struct device *device_create(struct class *class, struct device *parent,  
  45.                  dev_t devt, void *drvdata, const char *fmt, ...)  
  46. {  
  47.     va_list vargs;  
  48.     struct device *dev;  
  49.   
  50.     va_start(vargs, fmt);  
  51.     dev = device_create_vargs(class, parent, devt, drvdata, fmt, vargs);  
  52.     va_end(vargs);  
  53.     return dev;  
  54. }  

这里的device_create()提供了一个快速的dev创建注册方法。只是中间没有提供设置device_type的方法，或许是这样的device已经够特立独行了，不需要搞出一类来。

  1. static int __match_devt(struct device *dev, void *data)  
  2. {  
  3.     dev_t *devt = data;  
  4.   
  5.     return dev->devt == *devt;  
  6. }  
  7.   
  8. void device_destroy(struct class *class, dev_t devt)  
  9. {  
  10.     struct device *dev;  
  11.   
  12.     dev = class_find_device(class, NULL, &devt, __match_devt);  
  13.     if (dev) {  
  14.         put_device(dev);  
  15.         device_unregister(dev);  
  16.     }  
  17. }  

device_destroy()就是与device_create()相对的注销函数。至于这里为什么会多一个put_device(dev)，也很简单，因为在class_find_device()找到dev时，调用了get_device()。

  1. struct device *class_find_device(struct class *class, struct device *start,  
  2.                  void *data,  
  3.                  int (*match)(struct device *, void *))  
  4. {  
  5.     struct class_dev_iter iter;  
  6.     struct device *dev;  
  7.   
  8.     if (!class)  
  9.         return NULL;  
  10.     if (!class->p) {  
  11.         WARN(1, "%s called for class '%s' before it was initialized",  
  12.              __func__, class->name);  
  13.         return NULL;  
  14.     }  
  15.   
  16.     class_dev_iter_init(&iter, class, start, NULL);  
  17.     while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {  
  18.         if (match(dev, data)) {  
  19.             get_device(dev);  
  20.             break;  
  21.         }  
  22.     }  
  23.     class_dev_iter_exit(&iter);  
  24.   
  25.     return dev;  
  26. }  

class_find_device()本来是class.c中的内容，其实现也于之前将的遍历dev->p->klist_children类似，无非是在klist提供的遍历方法上加以封装。但我们这里列出class_find_device()的实现与使用它的device_destroy()，却是为了更好地分析这个调用流程中dev是如何被保护的。它实际上是经历了三个保护手段：首先在class_dev_iter_next()->klist_next()中，是受到structklist中 spinlock_t k_lock保护的。在找到下一点并解锁之前，就增加了struct klist_node中的structkrefn_ref引用计数。在当前的next()调用完，到下一个next()调用之前，都是受这个增加的引用计数保护的。再看class_find_device()中，使用get_device(dev)增加了dev本身的引用计数保护(当然也要追溯到kobj->kref中)，这是第三种保护。知道device_destroy()中主动调用put_device(dev)才去除了这种保护。

本来对dev的保护，应该完全是由dev中的引用计数完成的。但实际上这种保护很多时候是间接完成的。例如这里的klist中的自旋锁，klist_node中的引用计数，都不过是为了保持class的设备链表中对dev的引用计数不消失，这是一种间接保护的手段，保证了这中间即使外界主动释放class设备链表对dev的引用计数，dev仍然不会被实际注销。这种曲折的联系，才真正发挥了引用计数的作用，构成设备驱动模型独特的魅力。

  1. int device_rename(struct device *dev, char *new_name)  
  2. {  
  3.     char *old_device_name = NULL;  
  4.     int error;  
  5.   
  6.     dev = get_device(dev);  
  7.     if (!dev)  
  8.         return -EINVAL;  
  9.   
  10.     pr_debug("device: '%s': %s: renaming to '%s'\n", dev_name(dev),  
  11.          __func__, new_name);  
  12. old_device_name = kstrdup(dev_name(dev), GFP_KERNEL);  
  13.     if (!old_device_name) {  
  14.         error = -ENOMEM;  
  15.         goto out;  
  16.     }  
  17.   
  18.     error = kobject_rename(&dev->kobj, new_name);  
  19.     if (error)  
  20.         goto out;  
  21. if (dev->class) {  
  22.         error = sysfs_create_link_nowarn(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
  23.                          &dev->kobj, dev_name(dev));  
  24.         if (error)  
  25.             goto out;  
  26.         sysfs_remove_link(&dev->class->p->class_subsys.kobj,  
  27.                   old_device_name);  
  28.     }  
  29. out:  
  30.     put_device(dev);  
  31.   
  32.     kfree(old_device_name);  
  33.   
  34.     return error;  
  35. }  

device_rename()是供设备注册后改变名称用的，除了改变/sys/devices下地名称，还改变了/sys/class下地软链接名称。前者很自然，但后者却很难想到。即使简单的地方，经过重重调试，我们也会惊讶于linux的心细如发。

  1. static int device_move_class_links(struct device *dev,  
  2.                    struct device *old_parent,  
  3.                    struct device *new_parent)  
  4. {  
  5.     int error = 0;  
  6.     if (old_parent)  
  7.         sysfs_remove_link(&dev->kobj, "device");  
  8.     if (new_parent)  
  9.         error = sysfs_create_link(&dev->kobj, &new_parent->kobj,  
  10.                       "device");  
  11.     return error;  
  12. #endif   
  13. }  

device_move_class_links()只是一个内部函数，后面还有操纵它的那只手。这里的device_move_class_links显得很名不副实，并没用操作class中软链接的举动。这很正常，因为在sysfs中软链接是针对kobject来说的，所以即使位置变掉了，软链接还是很很准确地定位。

  1. /** 
  2.  * device_move - moves a device to a new parent 
  3.  * @dev: the pointer to the struct device to be moved 
  4.  * @new_parent: the new parent of the device (can by NULL) 
  5.  * @dpm_order: how to reorder the dpm_list 
  6.  */  
  7. int device_move(struct device *dev, struct device *new_parent,  
  8.         enum dpm_order dpm_order)  
  9. {  
  10.     int error;  
  11.     struct device *old_parent;  
  12.     struct kobject *new_parent_kobj;  
  13.   
  14.     dev = get_device(dev);  
  15.     if (!dev)  
  16.         return -EINVAL;  
  17.   
  18.     device_pm_lock();  
  19.     new_parent = get_device(new_parent);  
  20.     new_parent_kobj = get_device_parent(dev, new_parent);  
  21.   
  22.     pr_debug("device: '%s': %s: moving to '%s'\n", dev_name(dev),  
  23.          __func__, new_parent ? dev_name(new_parent) : "<NULL>");  
  24.     error = kobject_move(&dev->kobj, new_parent_kobj);  
  25.     if (error) {  
  26.         cleanup_glue_dir(dev, new_parent_kobj);  
  27.         put_device(new_parent);  
  28.         goto out;  
  29.     }  
  30.     old_parent = dev->parent;  
  31.     dev->parent = new_parent;  
  32.     if (old_parent)  
  33.         klist_remove(&dev->p->knode_parent);  
  34.     if (new_parent) {  
  35.         klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,  
  36.                    &new_parent->p->klist_children);  
  37.         set_dev_node(dev, dev_to_node(new_parent));  
  38.     }  
  39.   
  40.     if (!dev->class)  
  41.         goto out_put;  
  42.     error = device_move_class_links(dev, old_parent, new_parent);  
  43.     if (error) {  
  44.         /* We ignore errors on cleanup since we're hosed anyway... */  
  45.         device_move_class_links(dev, new_parent, old_parent);  
  46.         if (!kobject_move(&dev->kobj, &old_parent->kobj)) {  
  47.             if (new_parent)  
  48.                 klist_remove(&dev->p->knode_parent);  
  49.             dev->parent = old_parent;  
  50.             if (old_parent) {  
  51.                 klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,  
  52.                            &old_parent->p->klist_children);  
  53.                 set_dev_node(dev, dev_to_node(old_parent));  
  54.             }  
  55.         }  
  56.         cleanup_glue_dir(dev, new_parent_kobj);  
  57.         put_device(new_parent);  
  58.         goto out;  
  59.     }  
  60.     switch (dpm_order) {  
  61.     case DPM_ORDER_NONE:  
  62.         break;  
  63.     case DPM_ORDER_DEV_AFTER_PARENT:  
  64.         device_pm_move_after(dev, new_parent);  
  65.         break;  
  66.     case DPM_ORDER_PARENT_BEFORE_DEV:  
  67.         device_pm_move_before(new_parent, dev);  
  68.         break;  
  69.     case DPM_ORDER_DEV_LAST:  
  70.         device_pm_move_last(dev);  
  71.         break;  
  72.     }  
  73. out_put:  
  74.     put_device(old_parent);  
  75. out:  
  76.     device_pm_unlock();  
  77.     put_device(dev);  
  78.     return error;  
  79. }  

device_move()就是将dev移到一个新的parent下。但也有可能这个parent是空的。大部分操作围绕在引用计数上，get_device()，put_device()。而且换了新的parent，到底要加到sysfs中哪个目录下，还要再调用get_device_parent()研究一下。主要的操作就是kobject_move()和device_move_class_links()。因为在sysfs中软链接是针对kobject来说的，所以即使位置变掉了，软链接还是很很准确地定位，所以在/sys/dev、/sys/bus、/sys/class中的软链接都不用变，这实在是sysfs的一大优势。除此之外，device_move()还涉及到电源管理的问题，device移动影响到dev在dpm_list上的位置，我们对此不了解，先忽略之。

  1. void device_shutdown(void)  
  2. {  
  3.     struct device *dev, *devn;  
  4.   
  5.     list_for_each_entry_safe_reverse(dev, devn, &devices_kset->list,  
  6.                 kobj.entry) {  
  7.         if (dev->bus && dev->bus->shutdown) {  
  8.             dev_dbg(dev, "shutdown\n");  
  9.             dev->bus->shutdown(dev);  
  10.         } else if (dev->driver && dev->driver->shutdown) {  
  11.             dev_dbg(dev, "shutdown\n");  
  12.             dev->driver->shutdown(dev);  
  13.         }  
  14.     }  
  15.     kobject_put(sysfs_dev_char_kobj);  
  16.     kobject_put(sysfs_dev_block_kobj);  
  17.     kobject_put(dev_kobj);  
  18.     async_synchronize_full();  
  19. }  

这个device_shutdown()是在系统关闭时才调用的。它动用了很少使用的devices_kset，从而可以遍历到每个注册到sysfs上的设备，调用相应的总线或驱动定义的shutdown()函数。提起这个，还是在device_initialize()中将dev->kobj->kset统一设为devices_kset的。原来设备虽然有不同的parent，但kset还是一样的。这样我们就能理解/sys/devices下的顶层设备目录是怎么来的，因为没用parent，就在调用kobject_add()时将kset->kobj当成了parent，所以会直接挂在顶层目录下。这样的目录大致有pci0000:00、virtual等等。

看完了core.c，我有种明白机器人也是由零件组成的的感觉。linux设备驱动模型的大门已经打开了四分之一。随着分析的深入，我们大概也会越来越明白linux的良苦用心。

http://www.linuxidc.com/Linux/2011-10/44627p6.htm
道可道 知乎 道可道 知乎
原创粉丝点击
热门IT博客
twosum pythontwosum python
淘宝在线客服在哪里找淘宝在线客服在哪里找
娄烨电影知乎
airplay mac
淘宝纸箱印刷机
qq邮箱有没有mac版本
魔方数据恢复
爆炸头一脸黑什么软件
淘宝茶叶有多少人竞争
听佛经软件
网络剧一般在哪招演员
小学生画图软件ipad
js判断变量等于字符串
少女前线数据库
淘宝整机烈士墙
vscode离线插件安装
金蝶k3仓库软件多少钱
手机淘宝怎么换账号
追梦格林常规赛数据
淘宝美工详情图价格
热门问题 老师的惩罚 人脸识别 我在镇武司摸鱼那些年 重生之率土为王 我在大康的咸鱼生活 盘龙之生命进化 天生仙种 凡人之先天五行 春回大明朝 姑娘不必设防，我是瞎子 泳池恒温加热器 壁挂炉恒温器 水浴恒温振荡器 婴儿恒温调奶器 恒温震荡器 恒温热奶器 游泳池恒温器 贝贝鸭恒温调奶器 恒温调奶器利弊 自动恒温加热器 淋浴恒温器 恒温器怎么使用方法 小白熊恒温调奶器hl-0617 气浴恒温振荡器 暖奶器恒温 调奶器什么牌子好 恒温调奶器怎么用 调奶器 恒温器哪个牌子好 循环水冷却恒温器 智能恒温器 暖奶器 恒温器原理 恒温器图片 恒温 恒温动物 恒温水浴锅 恒温壶 恒温水浴 恒温内衣 恒温动物有哪些 恒温是什么意思 海鲜养殖恒温机 恒温房 恒温库设备 恒温控制器 恒温槽恒温的原理 恒温槽恒温原理 米家恒温电水壶 恒温水浴箱价格 泳池恒温设备

程序博客网，程序员的互联网技术博客家园。csdn论坛精品 msdn技术资料都在这里