Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)的難點(diǎn)在于復(fù)雜的，龐大的結(jié)構(gòu)。理清楚結(jié)構(gòu)和一個(gè)結(jié)構(gòu)與另外結(jié)構(gòu)的關(guān)系，以及l(fā)inux設(shè)備驅(qū)動(dòng)的層次性和層次封裝抽象性。對(duì)于linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)有點(diǎn)像C++中的類，而層次與抽象有點(diǎn)像繼承的關(guān)系。

一、總線、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)的主要三個(gè)結(jié)構(gòu)關(guān)系

structbus_type  

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struct bus_type中為devices和drivers準(zhǔn)備了兩個(gè)鏈表:

struct klist klist_devices

struct klist klist_drivers

struct device

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struct device有兩個(gè)成員

struct bus_type *bus 記錄的是這個(gè)設(shè)備連在哪條總線上

struct device_driver *driver 記錄的是這個(gè)設(shè)備用的是哪個(gè)驅(qū)動(dòng)

struct device_driver

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struct device_driver同樣有兩個(gè)成員

struct bus_type *bus 代表的是這個(gè)驅(qū)動(dòng)屬于哪條總線

struct klist klist_devices 記錄的是這個(gè)驅(qū)動(dòng)支持的那些設(shè)備,沒錯(cuò),是devices(復(fù)數(shù)),因?yàn)橐粋€(gè)驅(qū)動(dòng)程序可以支持一個(gè)或多個(gè)設(shè)備,反過來一個(gè)設(shè)備則只會(huì)綁定給一個(gè)驅(qū)動(dòng)程序.

二、總線，設(shè)備，驅(qū)動(dòng)的關(guān)聯(lián)

總線將設(shè)備和驅(qū)動(dòng)綁定。在系統(tǒng)每注冊(cè)一個(gè)設(shè)備的時(shí)候，會(huì)尋找與之匹配的驅(qū)動(dòng);相反的，在系統(tǒng)每 注冊(cè)一個(gè)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)尋找與之匹配的設(shè)備，而匹配由總線完成。一個(gè)現(xiàn)實(shí)的Linux設(shè)備和驅(qū)動(dòng)通常都需要掛接在一種總線上。設(shè)備與驅(qū)動(dòng)的關(guān)聯(lián)通過總線的match()方法進(jìn)行匹配，驅(qū)動(dòng)掛載總線時(shí)與所有設(shè)備進(jìn)行匹配，設(shè)備掛載總線時(shí)與所有的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行匹配，所以驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的掛載無先后之分。匹配成功后會(huì)通過調(diào)用驅(qū)動(dòng)的probo()方法來初始化設(shè)備。

三、總線，設(shè)備，驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)

設(shè)備與驅(qū)動(dòng)需要掛載在總線上，需要指明驅(qū)動(dòng)與設(shè)備是屬于哪條總線的，所以設(shè)備與驅(qū)動(dòng)需要注冊(cè)。而總線在linux系統(tǒng)中也是屬于設(shè)備，所以總線也要注冊(cè)，同時(shí)要先有總線而后才能注冊(cè)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)，所以總線要先注冊(cè)。

總線在linux系統(tǒng)中有倆種，一是實(shí)際存在的總線 pci usb 等等，還有一類是虛擬存在的總線 platform ，platform總線主要是用于集成在SoC系統(tǒng)的設(shè)備，使得每一個(gè)設(shè)備都屬于一條總線，相應(yīng)的設(shè)備稱為platform_device，而驅(qū)動(dòng)成為 platform_driver。linux驅(qū)動(dòng)中platform總線用的非常多，以platform總線說明總線，設(shè)備，驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)順序，注意這里是以先調(diào)加設(shè)備為例。

1. platform_bus_type -- 總線 先被kenrel 注冊(cè)。

2. 系統(tǒng)初始化過程中調(diào)用platform_add_devices 或者platform_device_register ，將平臺(tái)設(shè)備(platform devices) 注冊(cè)到平臺(tái)總線中( platform_bus_type )

3. 平臺(tái)驅(qū)動(dòng)(platform driver) 與平臺(tái)設(shè)備(platform device) 的關(guān)聯(lián)是在platform_driver_register 或者driver_register 中實(shí)現(xiàn)，一般這個(gè)函數(shù)在驅(qū)動(dòng)的初始化過程調(diào)用。

通過這三步，就將平臺(tái)總線，設(shè)備，驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)起來。

1. platform bus 先被kenrel 注冊(cè)。

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do_basic_setup() --> - driver_init() --> - platform_bus_init() -->bus_register()

2. 系統(tǒng)初始化過程中調(diào)用platform_add_devices 或者platform_device_register ，將平臺(tái)設(shè)備(platform devices) 注冊(cè)到平臺(tái)總線中( platform_bus_type )

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系統(tǒng)啟動(dòng)階段，總線的驅(qū)動(dòng)鏈表還是空的，所以啟動(dòng)階段的platform_add_devices() 只負(fù)責(zé)將設(shè)備添加到總線的設(shè)備鏈表上。

linux 2.6.26/drivers/base/platform.c

int platform_add_devices(struct platform_device **devs, int num)

{

...

ret = platform_device_register (devs[i]);

...

}

int platform_device_register(struct platform_device *pdev)

{

device_initialize(&pdev >dev);

return platform_device_add (pdev);

}

int platform_device_add (struct platform_device *pdev)

{

...

pdev >dev.bus = &platform_bus_type;

...

ret = device_add (&pdev >dev);

...

}

device_add() > bus_attach_device()

void bus_attach_device(struct device *dev)

{

struct bus_type *bus = dev >bus;

int ret = 0;

if (bus) {

if (bus >p >drivers_autoprobe)

ret = device_attach (dev);

WARN_ON(ret < 0);

if (ret >= 0)

klist_add_tail (&dev >knode_bus, &bus >p >klist_devices);

}

}

device_attach() 的返回值:

1 設(shè)備和驅(qū)動(dòng)匹配成功

0 設(shè)備已經(jīng)注冊(cè)，但是總線上沒有與之相匹配的驅(qū)動(dòng)( 系統(tǒng)啟動(dòng)階段，由于總線上還沒有驅(qū)動(dòng)，所以設(shè)備在此匹配不到與之對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，只是將其添加到總線的設(shè)備鏈表)

-ENODEV 設(shè)備沒有注冊(cè)(registered) -- 設(shè)備在哪里注冊(cè)?

如果設(shè)備和驅(qū)動(dòng)匹配成功; 或者設(shè)備已經(jīng)注冊(cè)，但是總線上沒有與之相匹配的驅(qū)動(dòng) ，bus_attach_device() 將調(diào)用klist_add_tail() 將設(shè)備添加到總線的設(shè)備鏈表尾部。

四、附錄linux內(nèi)核中的platform的幾個(gè)結(jié)構(gòu)源代碼

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1. // 所在目錄：kernel/include/linux/platform_device.h

2. struct platform_device

3. {

4. const char * name;/* 設(shè)備名 */

5. u32 id;

6. struct device dev;

7. u32 num_resources;/* 設(shè)備所使用各類資源數(shù)量 */

8. struct resource * resource;/* 資源 */

9. };

10. // 所在目錄：include/linux/ioport.h

11. struct resource

12. {

13. resource_size_t start; /* 資源的開始值 */

14. resource_size_t end; /* 資源的結(jié)束值 */

15. const char *name; /* 資源的名字 */

16. unsigned long flags; /* 資源的類型值，如可以是：mem,io,irq,dma等等 */

17. struct resource *parent, *sibling, *child;

18. };

19. // 所在目錄：kernel/include/linux/ioport.h

20. struct platform_driver

21. {

22. int (*probe)(struct platform_device *);

23. int (*remove)(struct platform_device *);

24. void (*shutdown)(struct platform_device *);

25. int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);

26. int (*suspend_late)(struct platform_device *, pm_message_t state);

27. int (*resume_early)(struct platform_device *);

28. int (*resume)(struct platform_device *);

29. struct pm_ext_ops *pm;

30. struct device_driver driver;

31. };

32. // 所在目錄：include/linux/device.h

33. struct device_driver

34. {

35. char * name;

36. struct bus_type * bus;

37. rwlock_t lock;

38. atomic_t refcount;

39. list_t bus_list;

40. list_t devices;

41. struct driver_dir_entry dir;

42. int (*probe) (struct device * dev);

43. int (*remove) (struct device * dev);

44. int (*suspend) (struct device * dev, u32 state, u32 level);

45. int (*resume) (struct device * dev, u32 level);

46. void (*release) (struct device_driver * drv);

47. };