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linux设备模型深探

2017年12月20日 ⁄ 综合 ⁄ 共 38258字 ⁄ 字号 评论关闭



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。

 

: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

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;

}

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。

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.

 

: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_type

p->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

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);

    
}

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.^_^

 

 

http://blog.csdn.net/zhenwenxian/archive/2010/03/28/5421584.aspx


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