|
原文地址：linux設備驅動歸納總結（八）：2.match.probe.remove
http://bbs.chinaunix.net/forum.php?mod=viewthread&tid=3631834&fromuid=28801784
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
上一節介紹了匯流排、設備和驅動函數的註冊，這節著重介紹它們三者的關係，和上一節一樣，我模擬一條usb匯流排，一個usb滑鼠設備和一個usb滑鼠驅動函數，當然，只是名字是usb，裡面並沒有實質的操作，只是通過這樣來介紹一下三者之間的關係。。
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
一、匯流排、設備和驅動函數在/sys/中的框架
首先要寫三個函數，bus.c、device.c和driver.c。這幾個函數其實就是上一節函數的精簡版，去掉屬性文件的創建，僅僅保留創建和註銷操作。
第一個函數是bus.c，載入模塊會創建了一條名叫usb的匯流排，匯流排目錄放在/sys/bus/目錄下：
/*8th_devModule_2/1st/bus.c*/
6 struct bus_type usb_bus = {
7 .name = "usb", //註冊成功後將在/sys/bus目錄下看到目錄usb
8 };
9
10 static int __init usb_bus_init(void)
11 {
12 int ret;
13 /*匯流排註冊，必須檢測返回值*/
14 ret = bus_register(&usb_bus);
15 if(ret){
16 printk("bus register failed!\n");
17 return ret;
18 }
19
20 printk("usb bus init\n");
21 return 0;
22 }
23
24 static void __exit usb_bus_exit(void)
25 {
26 bus_unregister(&usb_bus);
27 printk("usb bus bye!\n");
28 }
第二個函數是device.c，載入模塊會創建目錄/sys/device/usb_device來管理這個usb設備。
由於該設備指定了所屬的匯流排是usb_bus，所有會在/sys/bus/usb/device目錄下創建一了指向usb_device的軟連接。
同時，在卸載模塊時，usb_deivce被刪除，內核自動調用release函數，現實當中release函數應該做一些卸載設備的相關操作，但是我的usb設備是我虛擬出來的，所以release函數只是列印了一句話。
/*8th_devModule_2/1st/device.c*/
5 extern struct bus_type usb_bus;
6
7 void usb_dev_release(struct device *dev) //卸載函數沒有干具體的事情
8 {
9 printk("<kernel> release\n");
10 }
11
12 struct device usb_device = {
13 .bus_id = "usb_device",
14 .bus = &usb_bus, //指定該設備的匯流排,在/sys/bus/usb
15 .release = usb_dev_release, //必須要都有release函數，不然卸載時會出錯
16 };
17
18 static int __init usb_device_init(void)
19 {
20 int ret;
21 /*設備註冊，註冊成功後在/sys/device目錄下創建目錄usb_device並在指定匯流排
22 * usb_bus的目錄/sys/bus/usb/device創建/sys/device/usb_device的軟連接*/
23 ret = device_register(&usb_device);
24 if(ret){
25 printk("device register failed!\n");
26 return ret;
27 }
28
29 printk("usb device init\n");
30 return 0;
31 }
32
33 static void __exit usb_device_exit(void)
34 {
35 device_unregister(&usb_device);
36 printk("usb device bye!\n");
37 }
第三個函數是driver.c，載入模塊後會在指定的匯流排目錄的driver目錄，即/sys/bus/usb/driver目錄下創建一個名叫usb_driver的目錄來管理這個驅動函數。
/*8th_devModule_2/1st/driver.c*/
6 extern struct bus_type usb_bus;
7
8 struct device_driver usb_driver = {
9 .name = "usb_driver", //在/sys/中的驅動目錄名字
10 .bus = &usb_bus, //必須指定驅動函數所屬匯流排，不然不能註冊。
11 };
12
13 static int __init usb_driver_init(void)
14 {
15 int ret;
16 /*驅動註冊，註冊成功後在/sys/bus/usb/driver目錄下創建目錄usb_driver*/
17 ret = driver_register(&usb_driver);
18 if(ret){
19 printk("driver register failed!\n");
20 return ret;
21 }
22 printk("usb driver init\n");
23 return 0;
24 }
25
26 static void __exit usb_driver_exit(void)
27 {
28 driver_unregister(&usb_driver);
29 printk("usb driver bye!\n");
30 }
接下來看看效果，因為設備和驅動的都指定了所屬匯流排，所以必須先載入匯流排的模塊。同樣的，在卸載匯流排的模塊前，必須先把設備和驅動的模塊先卸載。
[root: 1st]# insmod bus.ko //先載入bus.ko
usb bus init
[root: 1st]# ls /sys/bus/ //sys/bus目錄下多了一個usb目錄
platform scsi
usb
[root: 1st]# insmod device.ko //再載入device.ko
usb device init
[root: 1st]# ls /sys/devices/ //sys/device目錄下多了一個usb_device目錄
platform system
usb_device virtual
[root: 1st]# ls -l /sys/bus/usb/devices/ //同時將該目錄軟連接到指定的匯流排目錄下
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Oct 27 13:28usb_device -> ../../../devices/usb_device
[root: 1st]# insmod driver.ko //載入driver.ko
usb driver init
[root: 1st]# ls /sys/bus/usb/drivers //在指定匯流排的driver目錄下多了一個usb_driver目錄
usb_driver//但它和設備的目錄不一樣，它並不是軟連接。
[root: 1st]# lsmod //查看一下當前載入的模塊
driver 1256 0 - Live 0xbf00c000
device 1560 0 - Live 0xbf006000
bus 1336
2 driver,device, Live 0xbf000000 //模塊的引用計數，bus模塊被device和driver引用
[root: 1st]# rmmod bus //如果你要卸載bus模塊，它會提示出錯，要先卸載driver和device
rmmod: remove 'bus': Resource temporarily unavailable
[root: 1st]# rmmod driver
usb driver bye!
[root: 1st]# rmmod device //卸載device時，內核自動調用device結構體中指定的release函數
<kernel> release
usb device bye!
[root: 1st]# lsmod //bus的引用計數為0，可以卸載bus了
bus 1336
0 - Live 0xbf012000
[root: 1st]# rmmod bus
usb bus bye!
最後來個圖：
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
二、配對函數(match)、探測函數(probe)和卸載函數(remove)
現在講一下三個函數：
第一個是配對函數(match)，它是匯流排結構體bus_type的其中一個成員：
57 int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
當匯流排上添加了新設備或者新驅動函數的時候，內核會調用一次或者多次這個函數。
舉例，如果我現在添加了一個新的驅動函數，內核就會調用所屬匯流排的match函數，配對匯流排上所有的設備，如果驅動能夠處理其中一個設備，函數返回0，告訴內核配對成功。
一般的，match函數是判斷設備的結構體成員device->bus_id和驅動函數的結構體成員device_driver->name是否一致，如果一致，那就表明配對成功。
所以，bus.c修改如下，貼上修改的代碼：
/*8th_devModule_2/2nd/bus.c*/
6 int usb_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
7 {
8 if(!strcmp(dev->bus_id, drv->name)){
9 printk("match success\n"); //為了配對成功，設備的bus_id和驅動的name我都更改為
10 return 1; //usb_mouse，詳細的可以查看device.c和driver.c
11 }else{
12 printk("match failed\n");
13 return 0;
14 }
15 }
16
17 struct bus_type usb_bus = {
18 .name = "usb", //註冊成功後將在/sys/bus目錄下看到目錄usb
19 .match = usb_bus_match,
20 };
第二個是探測函數(probe)，它是驅動函數結構體中的一個成員：
129 int (*probe) (struct device *dev);
當配對(match)成功後，內核就會調用指定驅動中的probe函數來查詢設備能否被該驅動操作，如果可以，驅動就會對該設備進行相應的操作，如初始化。所以說，真正的驅動函數入口是在probe函數中。
所以，driver.c修改如下：
/*8th_devModule_2/2nd/driver.c*/
8 void init_mouse(void)
9 {
10 printk("init usb mouse\n");
11 }
12
13 int usb_driver_probe(struct device *dev)
14 {//查詢特定設備是否存在，以及是否能夠才操作該設備，然後再進行設備操作。
15 //check_mouse(); //自己假設一下檢查設備
16 init_mouse(); //usb滑鼠驅動的真正入口
17 return 0;
18 }
。。。。。
26 struct device_driver usb_driver = {
27 .name = "usb_mouse", //在/sys/中的驅動目錄名字，為了配對成功，修改為usb_mouse
28 .bus = &usb_bus, //必須指定驅動函數所屬匯流排，不然不能註冊。
29 .probe = usb_driver_probe,
30 。。。。。
31 };
第三個是卸載函數(remove)，它是驅動函數結構體中的一個成員：
130 int (*remove) (struct device *dev);
當該驅動函數或者驅動函數正在操作的設備被移除時，內核會調用驅動函數中的remove函數調用，進行一些設備卸載相應的操作。
所以，driver.c修改如下：
/*8th_devModule_2/2nd/driver.c*/
20 int usb_driver_remove(struct device *dev)
21 {
22 printk("remove mouse driver\n");
23 return 0;
24 }
25
26 struct device_driver usb_driver = {
27 .name = "usb_mouse", //在/sys/中的驅動目錄名字
28 .bus = &usb_bus, //必須指定驅動函數所屬匯流排，不然不能註冊。
29 .probe = usb_driver_probe,
30 .remove = usb_driver_remove,
31 };
接下來就要驗證一下了。當然，我的函數裡面並沒有真正的硬體操作，僅僅是列印出一句話：
[root: 2nd]# insmod bus.ko //必須先載入匯流排模塊
usb bus init
[root: 2nd]# insmod device.ko
usb device init
[root: 2nd]# insmod driver.ko
match success//當載入了設備和驅動的模塊後，內核調用匯流排的配對函數
match success //並且配對成功。
init usb mouse//配對成功後內核調用探測函數probe
usb driver init
[root: 2nd]# rmmod device
remove mouse driver//當設備卸載時，內核調用驅動函數中的remove
<kernel> release //同時也會調用設備中的release函數調用
usb device bye!
[root: 2nd]# rmmod driver
usb driver bye!
又到了舉例時間，程序員最喜歡就是男女關係，那就以男女關係舉例：
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
三、多個設備和驅動之間的配對
上面講的內容都是一對一的配對，但是如果系統中有多個配對成功，內核會如何處理呢？
1、多個設備對應一個驅動：
下面要講的情況是，如果多個設備與內核中的一個驅動函數配對成功時，內核會進行怎麼樣的操作，先看實例。
為了能夠讓多個設備配對成功，我將bus.c的配對條件修改了一下：
/*8th_devModule_2/3th/bus.c */
6 int usb_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
7 { //僅僅配對名字的前9個字母是否相同
8 if(!strncmp(dev->bus_id, drv->name, 9)){
9 printk("match success\n");
10 return 1;
11 }else{
12 printk("match failed\n");
13 return 0;
14 }
15 }
同時在device.c的基礎上拷貝了device1.c和device2.c，三個程序都差不多，可以自己看看。接下來直接看效果：
[root: /]# cd /review_driver/8th_devModule/8th_devModule_2/3th
[root: 3th]# insmod bus.ko //先載入匯流排
usb bus init
[root: 3th]# insmod driver.ko //再載入驅動
usb driver init
[root: 3th]# insmod device.ko //當載入device.ko時，配對成功
match success
init usb mouse//內核調用驅動中的probe
usb device init
[root: 3th]# insmod device1.ko //再載入device1.ko，也配對成功
match success
init usb mouse//內核有調用驅動中的probe
usb device1 init
[root: 3th]# insmod device2.ko //載入device2.ko，配對不成功
match failed
usb device2 init
上面的驗證表明，一個驅動可以對應多個設備。在聯想起我舉得男人女人——一個男人可以配對多個女人，哈哈。
2、一個設備對應多個驅動
這個例子中我將driver.c拷貝多了一個driver1.c，兩個程序基本相同，都能配對成功，但看看效果：
[root: 3th]# insmod bus.ko //先載入匯流排
usb bus init
[root: 3th]# insmod device.ko //再載入設備
usb device init
[root: 3th]# insmod driver.ko //載入driver.ko
match success//配對成功
match success
init usb mouse //並且調用了probe
usb driver init
[root: 3th]# insmod driver1.ko //再載入driver1.ko
match success //因為名字的前9個字母一樣，所以也會配對成功
usb driver1 init//但不會調用probe，因為已經有一個驅動跟該設備配對了。
上面的驗證表明，一個設備只能對應一個驅動。
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
四、總結
這節內容主要介紹了匯流排和驅動中的幾個方法和匯流排、設備和驅動函數三者之間的關係。
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
寫到現在，都差不多踏入新年了，不知道還有沒有人在看博客，預祝一下新年快樂。總結還沒寫完，年前任務沒完成。過年期間繼續複習。
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
|