原文地址：linux設備驅動歸納總結(八)3設備模型的分層與面向對象
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前面的內容介紹了匯流排、設備和驅動函數的關係和操作。從這節開始，介紹設備管理中的分層思想和面向對象思想（名字是我自己瞎編的，《LDD》上指的是結構體內嵌）。可以理解是平台類設備(platform)的一個過度。
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一、設備管理的分層
回想一下之前的設備和驅動函數註冊時，它們是自己指定所屬的匯流排。但是，內核開發人員覺得，這樣的方法不好，應該由匯流排來提供設備和驅動的註冊函數。當設備和驅動需要註冊到指定匯流排時，那就必須使用該匯流排為設備和驅動提供的註冊函數。
所以，將上一節的bus.c修改如下：
/*8th_devModule_3/1st/bus.c*/
21 /*匯流排提供的設備註冊函數*/
22 int usb_device_register(struct device *dev)
23 {
24 dev->bus = &usb_bus; //設備device的匯流排為usb_bus
25 return device_register(dev); //註冊此device
26 }
27 void
usb_device_unregister(struct device *dev)
28 {
29 device_unregister(dev);
30 }
31 EXPORT_SYMBOL(usb_device_register);
32 EXPORT_SYMBOL(usb_device_unregister);
33 /*匯流排提供的驅動註冊函數*/
34 int usb_driver_register(struct device_driver *drv)
35 {
36 drv->bus = &usb_bus; //設置driver的匯流排為usb_bus
37 return driver_register(drv); //註冊此driver
38 }
39 void
usb_driver_unregister(struct device_driver *drv)
40 {
41 driver_unregister(drv);
42 }
43 EXPORT_SYMBOL(usb_driver_register);
44 EXPORT_SYMBOL(usb_driver_unregister);
再寫一個bus.h，讓設備和驅動函數包含該頭文件後能夠使用匯流排提供的驅動函數。
/*8th_devModule_3/1st/bus.h*/
1 #ifndef _BUS_H
2 #define _BUS_H
3
4 int usb_device_register(struct device *dev);
5 void usb_device_unregister(struct device *dev);
6
7 int usb_driver_register(struct device_driver *drv);
8 void usb_driver_unregister(struct device_driver *drv);
9 #endif /* _BUS_H */
上面的程序可以看到，其實也沒幹什麼事情，只是由匯流排來封裝並且向設備和驅動函數提供註冊函數，便於管理。而不像以前，設備和驅動只要知道匯流排的名字，就能註冊到指定的匯流排中。
再修改一下設備和驅動函數的代碼：
/*8th_devModule_3/1st/device.c*/
11 /*結構體中不需要指定匯流排的成員，交由usb_device_register來完成*/
12 struct device usb_device = {
13 .bus_id = "usb_mouse",
14 .release = usb_dev_release, //必須要都有release函數，不然卸載時會出錯
15 };
16
17 static int __init usb_device_init(void)
18 {
19 int ret;
20
21 ret =
usb_device_register(&usb_device);
22 if(ret){
23 printk("device register failed!\n");
24 return ret;
25 }
26
27 printk("usb device init\n");
28 return 0;
29 }
30
31 static void __exit usb_device_exit(void)
32 {
33 usb_device_unregister(&usb_device);
34 printk("usb device bye!\n");
35 }
/*8th_devModule_3/1st/driver.c*/
24 /*結構體中不需要指定匯流排的成員，交由usb_device_register來完成*/
25 struct device_driver usb_driver = {
26 .name = "usb_mouse", //在/sys/中的驅動目錄名字
27 .probe = usb_driver_probe,
28 .remove = usb_driver_remove,
29 };
30
31 static int __init usb_driver_init(void)
32 {
33 int ret;
34 /*驅動註冊，註冊成功後在/sys/bus/usb/driver目錄下創建目錄usb_mouse*/
35 ret =
usb_driver_register(&usb_driver);
36 if(ret){
37 printk("driver register failed!\n");
38 return ret;
39 }
40 printk("usb driver init\n");
41 return 0;
42 }
43
44 static void __exit usb_driver_exit(void)
45 {
46 usb_driver_unregister(&usb_driver);
47 printk("usb driver bye!\n");
48 }
修改完畢，驗證一下，效果和之前的一樣，我也不詳細解釋：
[root: 1st]# insmod bus.ko
usb bus init
[root: 1st]# insmod device.ko
usb device init
[root: 1st]# insmod driver.ko
match success
match success
init usb mouse
usb driver init
[root: 1st]# rmmod device
remove mouse driver
<kernel> release
usb device bye!
[root: 1st]# rmmod driver
usb driver bye!
[root: 1st]# rmmod bus
usb bus bye!
二、面向對象思想——結構內嵌
device結構體分別包含了設備模型的基本信息。然後，大多數的子系統還會記錄該結構體以外但與設備相關的信息。因此，單純用一個device結構來表示設備是很少見的，而是把device結構體內嵌到其他的結構體中。當然，device_driver也是一樣。
接下來，我封裝一下設備和驅動函數的結構體：
/*8th_devModule_3/2nd/bus.h*/
4 struct
usb_device{ //在usb_device中包含device結構體
5 unsigned long phys, virt; //存放設備和物理地址和對應的虛擬地址
6 int irq; //存放設備的中斷號
7 int VendorID, DeviceID; //存放設備的生產廠商編號和設備編號
8
9 struct device dev;
10 };
11
12 struct
usb_driver{ //在usb_driver中包含device_driver結構體
13 int VendorID, DeviceID;
14
15 struct device_driver drv;
16 };
17
18 int usb_device_register(struct usb_device *usb_dev);
19 void usb_device_unregister(struct usb_device *usb_dev);
20
21 int usb_driver_register(struct usb_driver *usb_drv);
22 void usb_driver_unregister(struct usb_driver *usb_drv);
23 #endif /* _BUS_H */
在上面，我將設備結構體device內嵌到usb_device結構體中，該結構體中還有成員生產廠商編號和設備編號，在match函數會用來配對，成員irq、phys和virt在接下來的章節會用到。
同樣的，驅動函數結構體device_driver被內嵌到usb_driver結構體中，該結構體中還有成員生產廠商編號和設備編號，在match函數中會用來匹配。
因為我定義了新的結構體，三個函數都的傳參都有了稍稍的改變。
首先是bus.c：
/*8th_devModule_3/2nd/bus.c*/
7 int usb_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
8 { /*使用container_of找出匯流排自己定義的結構體*/
9 struct usb_device *usb_dev =
container_of(dev, struct usb_device, dev);
10 struct usb_driver *usb_drv =
container_of(drv, struct usb_driver, drv);
11 /*配對函數判斷驅動和設備的生產廠商編號和設備編號是否一致*/
12
if((usb_dev->VendorID == usb_drv->VendorID) &&
13
(usb_dev->DeviceID == usb_drv->DeviceID)){
14
printk("match success\n");
15
return 1;
16 }else{
17
printk("match failed\n");
18
return 0;
19 }
20 }
bus.c中的配對函數被我修改了兩部分：
1、通過container_of來獲得usb_device和usb_driver結構體。
2、修改了配對了方法，通過判斷兩者生產廠商編號與設備號是否都一致。
因為定義了新的結構體，所以我將註冊函數的參數也修改了。
/*8th_devModule_3/2nd/bus.c*/
26 /*匯流排提供的設備註冊函數*/
27 int usb_device_register(struct
usb_device *usb_dev)
28 {
29 usb_dev->dev.bus = &usb_bus; //設備device的匯流排為usb_bus
30 return device_register(&usb_dev->dev); //註冊此device
31 }
32 void usb_device_unregister(structusb_device *usb_dev)
33 {
34 device_unregister(&usb_dev->dev);
35 }
36 EXPORT_SYMBOL(usb_device_register);
37 EXPORT_SYMBOL(usb_device_unregister);
38 /*匯流排提供的驅動註冊函數*/
39 int usb_driver_register(struct
usb_driver *usb_drv)
40 {
41 usb_drv->drv.bus = &usb_bus; //設置driver的匯流排為usb_bus
42 return driver_register(&usb_drv->drv); //註冊此driver
43 }
44 void usb_driver_unregister(structusb_driver *usb_drv)
45 {
46 driver_unregister(&usb_drv->drv);
47 }
48 EXPORT_SYMBOL(usb_driver_register);
49 EXPORT_SYMBOL(usb_driver_unregister);
接著是device.c：
/*8th_evModule_3/2nd/device.c*/
12 struct usb_device mouse_dev = {
13
.VendorID = 0x1122,
14
.DeviceID = 0x3344,
15
.dev = {
16
.bus_id = "usb_mouse",
17
.release = usb_dev_release,
18
},
19 };
20
21 static int __init usb_device_init(void)
22 {
23 int ret;
24
25 ret =
usb_device_register(&mouse_dev);
26 if(ret){
27
printk("device register failed!\n");
28
return ret;
29 }
30
31 printk("usb device init\n");
32 return 0;
33 }
34
35 static void __exit usb_device_exit(void)
36 {
37 usb_device_unregister(&mouse_dev);
38 printk("usb device bye!\n");
39 }
最後再看看driver.c：
/*8th_devModule_3/2nd/driver.c*/
25 struct usb_driver mouse_drv = {
26
.VendorID = 0x1122,
27
.DeviceID = 0x3344,
28
.drv = {
29
.name = "usb_mouse", //在/sys/中的驅動目錄名字
30
.probe = usb_driver_probe,
31
.remove = usb_driver_remove,
32
},
33 };
34
35 static int __init usb_driver_init(void)
36 {
37 int ret;
38 /*驅動註冊，註冊成功後在/sys/bus/usb/driver目錄下創建目錄usb_mouse*/
39 ret =
usb_driver_register(&mouse_drv);
40 if(ret){
41
printk("driver register failed!\n");
42
return ret;
43 }
44 printk("usb driver init\n");
45 return 0;
46 }
47
48 static void __exit usb_driver_exit(void)
49 {
50 usb_driver_unregister(&mouse_drv);
51 printk("usb driver bye!\n");
52 }
修改完畢，看看效果，其實就是和之前一模一樣。
[root: /]# cd review_driver/8th_devModule/8th_devModule_3/2nd/
[root: 2nd]# insmod bus.ko
usb bus init
[root: 2nd]# insmod device.ko
usb device init
[root: 2nd]# insmod driver.ko
match success
match success
init usb mouse
usb driver init
[root: 2nd]# rmmod device
remove mouse driver
<kernel> release
usb device bye!
[root: 2nd]# rmmod driver
usb driver bye!
[root: 2nd]# rmmod bus
usb bus bye!
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三、總結
這節內容並不多，其實就是修改修改一下原來的代碼，等到我介紹平台類設備的時候你就會發現，其實平台類就是這樣一步步封裝起來的（當然比我的複雜）。
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