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《Linux总线、设备与驱动》ldd3中demo分析

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发表于 2021-8-2 13:54 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x

' q$ C' Z: r  K( T一、古老方式(不支持热插拔); y" ?% }4 s# T

6 L% m/ f2 L6 g; y1.开机前硬件设备已经插入总线;
7 d' X% y, F- c6 o& j. G5 m) b3 y/ ]+ e; z7 t4 |2 u+ R" w7 Q+ g
2.操作系统加载总线驱动,开始扫描设备、并为其申请struct device结构,最后挂入总线驱动devices链表;7 H/ p/ T0 f; [& W8 a

9 a; L7 U, z& h7 ]  j$ n7 L) K1 z' t3.操作系统加载设备驱动,注册struct device_driver结构,然后去总线驱动的devices链表中遍历没有绑定driver的设备(即struct device中struct device_driver为空的设备),如果匹配、就device_bind_driver。! t$ @9 w* A% S! @

0 ?# V( @( |% m# X: i/ S* I/ x! n$ w6 k+ n
二、现在方式(支持热插拔)) s; n9 ]; h( ~+ B  y+ [

  Y9 U0 Z( Q' d1 d* [& g3 t1.操作系统加载总线驱动;
8 e: {8 g, d  q! J' S7 N: F5 u: g
% b& f( e0 E, Z2.当有硬件插入时;总线驱动扫描到设备、并为其申请struct device,然后去总线驱动的drivers链表去遍历设备驱动;0 L) W9 \4 \5 {; n

- G0 ~& H% X3 v0 D; }! Q+ \: v3.反之,当有设备驱动加载时;总线为其申请struct device_driver,然后去总线驱动的devices链表遍历设备。3 @( C* V6 A) W2 U7 i9 U4 _6 N- Q- m
4 @7 h8 W0 w1 V/ m) l' ^. K
总结:由以上可以看出;总线驱动是核心,联系这设备和设备驱动。
  q* S$ q6 z/ s7 N9 t& d' [8 u. q3 W( R4 _- f8 t, H
三、深入讲解
4 ^  D0 N- z% e' l) Z, B; G) [- N* d3 K. ^- V' m+ B* R
1.数据结构kernel/include/linux/device.h
2 U9 I4 ^3 p! k" L5 h/ h, w+ ]7 e# `) v6 Q7 H
总线:struct bus_type;- v' Q* C6 {! g- V
. s* ]  l; T: n3 [
设备:struct device;6 m# C. G- r- W- }7 o" W7 S

4 K" c, b  E7 u; E) G9 |$ U驱动:struct device_driver;* j5 c' q5 R& `6 M$ {: |
, w$ n; x/ y6 y) a! g5 H) A
2.关系
* p. u+ P6 U* d3 q3 h1 z+ V* |8 }. J# f# s# [- c
总线驱动总会主动去扫描并为其上的设备分配struct device并添加到devices链表中;, P  v4 _. f& Y$ T+ w

! J, k4 f1 a8 ]& F$ `( Q  }反之,总线驱动是被动的接受设备驱动的struct device_driver并添加到drivers链表中。# S) W& a, s0 L$ E

, Y/ ]! m# e  L8 g- C% p6 b  C: V# {7 l
四、实例-ldd3里边的例子4 w) [) Q: s6 y" u3 @" l# N

$ x( w1 ^" l( P7 K1.总线驱动的注册与注销( U" Y# V& D+ O& g0 t+ k+ j
0 E# V* b9 J+ @, @! X( Q6 F
  • struct bus_type ldd_bus_type = {
  •         .name = "ldd",
  •         .match = ldd_match,
  • //当一个总线上的新设备或者新驱动被添加时,会一次或者多次调用这个函数;用来匹配总线上的设备和驱动。
  • /*
  • static int ldd_match(struct device *dev, struct device_driver *driver){
  •   //return !(strncmp(dev->bus_id, driver->name, strlen(driver->name));
  •   return !strncmp(dev->init_name, driver->name, strlen(driver->name));
  •   //change by tankai
  •   //本测试demo,只是判断设备名和驱动名是否一样;实际可能会比较复杂,如USB是通过VID和PID
  • }
  • */
  •         .uevent  = ldd_hotplug,
  • };
  • bus_register(&ldd_bus_type);
  • bus_unregister(&ldd_bus_type);
  • struct device ldd_bus = {
  •         .bus_id   = "ldd0",
  •         .release  = ldd_bus_release
  • };
  • device_register(&ldd_bus);
  • device_unregister(&ldd_bus);
    ' [- O5 {" o2 b0 A
" a: v/ J+ F8 Y" f) y3 l2 c

3 C" w' f# Q" y: Y+ V2.总线驱动提供的设备驱动接口5 I. W! ]2 l4 A! y7 V; ]
' _3 l6 Q9 _1 a; `
  • int register_ldd_driver(struct ldd_driver *driver){
  •   int ret;
  •   driver->driver.bus = &ldd_bus_type;
  •   if (driver->probe)
  •   driver->driver.probe = lddbus_drv_probe;
  •   if (driver->remove)
  •     driver->driver.remove = lddbus_drv_remove;
  •   if (driver->shutdown)
  •     driver->driver.shutdown = lddbus_drv_shutdown;
  •   if (driver->suspend)
  •     driver->driver.suspend = lddbus_drv_suspend;
  •   if (driver->resume)
  •     driver->driver.resume = lddbus_drv_resume;
  •   ret = driver_register(&driver->driver);
  •   //该函数很重要,会去bus上寻找匹配设备(间接调用总线的match接口)、如果匹配成功会调用驱动的探测函数
  •   if (ret)
  •     return ret;
  •   driver->version_attr.attr.name = "version";
  •   //driver->version_attr.attr.owner = driver->module;
  •   driver->version_attr.attr.mode = S_IRUGO;
  •   driver->version_attr.show = show_version;
  •   driver->version_attr.store = NULL;
  •   return driver_create_file(&driver->driver, &driver->version_attr);
  • }; a" }1 Q/ i9 O- R

0 }& Q2 i$ ?5 G3 k# o, q) w! z9 d! R( D
3.总线在扫描到设备后的注册接口, Q9 }$ C- S  e7 J3 l0 U% h/ ~
6 p# m8 Q+ k8 }! E* \  }
  • int register_ldd_device(struct ldd_device *ldddev){
  •   ldddev->dev.bus = &ldd_bus_type;
  •   ldddev->dev.parent = &ldd_bus;
  •   ldddev->dev.release = ldd_dev_release;
  •   //strncpy(ldddev->dev.bus_id, ldddev->name, BUS_ID_SIZE);
  •   ldddev->dev.init_name = ldddev->name;  //change by tank@tcl.com
  •   return device_register(&ldddev->dev);
  •   //该函数很重要,会去bus上寻找匹配驱动(间接调用总线的match接口)、如果匹配成功会调用驱动的探测函数
  • }" V; D: M; Z2 M7 K7 i5 \

/ r9 f1 `9 g4 }4 P: K. A8 p. w. g' I& j
五、以下贴上ldd3总线、设备、驱动demo# h" J% \9 Q! ]" d$ n2 J

# ~9 s4 Y" W: c/ `! a5 [
; J/ g1 a6 Z- s& ~7 e$ r注意:
1 G# W& L( J+ v* c9 Q% z7 q! J9 @" ]. W4 }1 O! w
因为是模拟事件发生,因此、驱动程序module_init时有设备的注册过程,实际驱动中不需要这部分、是总线轮询或中断导致设备的注册(注意总线注册的设备不会进入设备文件系统下创建设备节点、它只是加入总线的设备链表并在匹配设备驱动时使用;设备文件系统下设备节点的创建,是在设备驱动的探测probe函数中完成)。
5 [4 N, B# z' l8 i9 b; R5 C# P1 v  ?  ^4 ~0 w# r* \
1.总线
( ]- z9 A& C3 x- r4 m" Z9 ?& [: s5 V8 u
testbus.c8 ]) x5 v2 k5 g+ J
# `7 J% |5 |' x: l3 Q
  • #include <linux/device.h>
  • #include <linux/module.h>
  • #include <linux/kernel.h>
  • #include <linux/init.h>
  • #include <linux/string.h>
  • #include "lddbus.h"
  • MODULE_AUTHOR("Jonathan Corbet");
  • MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
  • static char *Version = "$Revision: 1.9 $";
  • /*
  • * Respond to hotplug events.
  • */
  • static int ldd_hotplug(struct device *dev, char **envp, int num_envp,
  •                 char *buffer, int buffer_size)
  • {
  •         envp[0] = buffer;
  •         if (snprintf(buffer, buffer_size, "LDDBUS_VERSION=%s",
  •                             Version) >= buffer_size)
  •                 return -ENOMEM;
  •         envp[1] = NULL;
  •         return 0;
  • }
  • /*
  • * Match LDD devices to drivers.  Just do a simple name test.
  • */
  • static int ldd_match(struct device *dev, struct device_driver *driver)
  • {
  •         //return !(strncmp(dev->bus_id, driver->name, strlen(driver->name));
  •         return !strncmp(dev->init_name, driver->name, strlen(driver->name));  //change by tank@tcl.com
  • }
  • /*
  • * The LDD bus device.
  • */
  • static void ldd_bus_release(struct device *dev)
  • {
  •         printk(KERN_DEBUG "lddbus release\n");
  • }
  • /*
  • * And the bus type.
  • */
  • struct bus_type ldd_bus_type = {
  •         .name = "ldd",
  •         .match = ldd_match,
  •         //.uevent  = ldd_hotplug,
  •         .uevent  = ldd_uevent,
  • };
  • struct device ldd_bus = {
  •         .init_name   = "ldd0",
  •         .release  = ldd_bus_release
  • };
  • /*
  • * Export a simple attribute.
  • */
  • static ssize_t show_bus_version(struct bus_type *bus, char *buf)
  • {
  •         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%s\n", Version);
  • }
  • static BUS_ATTR(version, S_IRUGO, show_bus_version, NULL);
  • /*
  • * LDD devices.
  • */
  • /*
  • * For now, no references to LDDbus devices go out which are not
  • * tracked via the module reference count, so we use a no-op
  • * release function.
  • */
  • static void ldd_dev_release(struct device *dev)
  • {
  •         printk(KERN_ALERT"lddbus dev release \n");
  • }
  • int register_ldd_device(struct ldd_device *ldddev)
  • {
  •         ldddev->dev.bus = &ldd_bus_type;
  •         ldddev->dev.parent = &ldd_bus;
  •         ldddev->dev.release = ldd_dev_release;
  •         //strncpy(ldddev->dev.bus_id, ldddev->name, BUS_ID_SIZE);
  •         ldddev->dev.init_name = ldddev->name;  //change by tank@tcl.com
  •         return device_register(&ldddev->dev);
  • }
  • EXPORT_SYMBOL(register_ldd_device);
  • void unregister_ldd_device(struct ldd_device *ldddev)
  • {
  •         device_unregister(&ldddev->dev);
  • }
  • EXPORT_SYMBOL(unregister_ldd_device);
  • /*
  • * Crude driver inteRFace.
  • */
  • static int lddbus_drv_probe(struct device *_dev)
  • {
  •         struct ldd_driver *drv = to_ldd_driver(_dev->driver);
  •         struct ldd_device *dev = to_ldd_device(_dev);
  •         return drv->probe(dev);
  • }
  • static int lddbus_drv_remove(struct device *_dev)
  • {
  •         struct ldd_driver *drv = to_ldd_driver(_dev->driver);
  •         struct ldd_device *dev = to_ldd_device(_dev);
  •         return drv->remove(dev);
  • }
  • static void lddbus_drv_shutdown(struct device *_dev)
  • {
  •         struct ldd_driver *drv = to_ldd_driver(_dev->driver);
  •         struct ldd_device *dev = to_ldd_device(_dev);
  •         drv->shutdown(dev);
  • }
  • static int lddbus_drv_suspend(struct device *_dev, pm_message_t state)
  • {
  •         struct ldd_driver *drv = to_ldd_driver(_dev->driver);
  •         struct ldd_device *dev = to_ldd_device(_dev);
  •         return drv->suspend(dev, state);
  • }
  • static int lddbus_drv_resume(struct device *_dev)
  • {
  •         struct ldd_driver *drv = to_ldd_driver(_dev->driver);
  •         struct ldd_device *dev = to_ldd_device(_dev);
  •         return drv->resume(dev);
  • }
  • /*static*/ int lddbus_kill(struct ldd_device *dev)
  • {
  •         printk("lddbus_kill: %s\n",dev->dev.init_name);
  •         return 0;
  • }
  • EXPORT_SYMBOL(lddbus_kill);
  • static ssize_t show_version(struct device_driver *driver, char *buf)
  • {
  •         struct ldd_driver *ldriver = to_ldd_driver(driver);
  •         sprintf(buf, "%s\n", ldriver->version);
  •         return strlen(buf);
  • }
  • int register_ldd_driver(struct ldd_driver *driver)
  • {
  •         int ret;
  •         driver->driver.bus = &ldd_bus_type;
  •         if (driver->probe)
  •                 driver->driver.probe = lddbus_drv_probe;
  •         if (driver->remove)
  •                 driver->driver.remove = lddbus_drv_remove;
  •         if (driver->shutdown)
  •                 driver->driver.shutdown = lddbus_drv_shutdown;
  •         if (driver->suspend)
  •                 driver->driver.suspend = lddbus_drv_suspend;
  •         if (driver->resume)
  •                 driver->driver.resume = lddbus_drv_resume;
  •         ret = driver_register(&driver->driver);
  •         if (ret)
  •                 return ret;
  •         driver->version_attr.attr.name = "version";
  •         //driver->version_attr.attr.owner = driver->module;
  •         driver->version_attr.attr.mode = S_IRUGO;
  •         driver->version_attr.show = show_version;
  •         driver->version_attr.store = NULL;
  •         return driver_create_file(&driver->driver, &driver->version_attr);
  • }
  • void unregister_ldd_driver(struct ldd_driver *driver)
  • {
  •         driver_unregister(&driver->driver);
  • }
  • EXPORT_SYMBOL(register_ldd_driver);
  • EXPORT_SYMBOL(unregister_ldd_driver);
  • static int __init ldd_bus_init(void)
  • {
  •         int ret;
  •         ret = bus_register(&ldd_bus_type);
  •         if (ret)
  •                 return ret;
  •         if (bus_create_file(&ldd_bus_type, &bus_attr_version))
  •                 printk(KERN_NOTICE "Unable to create version attribute\n");
  •         ret = device_register(&ldd_bus);
  •         if (ret)
  •                 printk(KERN_NOTICE "Unable to register ldd0\n");
  •         return ret;
  • }
  • static void ldd_bus_exit(void)
  • {
  •         device_unregister(&ldd_bus);
  •         bus_unregister(&ldd_bus_type);
  • }
  • module_init(ldd_bus_init);
  • module_exit(ldd_bus_exit);
    7 p! @/ G1 V9 `, t9 B, H: d

0 _- N) h# K( a! U
  I" k* p9 S9 Q9 h2 Hlddbus.h
4 c. R, G! O3 m# `8 k2 m$ Z5 d. n6 [5 P; R% t* X
  • /*
  • * Definitions for the virtual LDD bus.
  • *
  • * $Id: lddbus.h,v 1.4 2004/08/20 18:49:44 corbet Exp $
  • */
  • //extern struct device ldd_bus;
  • extern struct bus_type ldd_bus_type;
  • /*
  • * The LDD driver type.
  • */
  • /*
  • * A device type for things "plugged" into the LDD bus.
  • */
  • struct ldd_device {
  •         char *name;
  •         //struct ldd_driver *driver;
  •         struct device dev;
  • };
  • #define to_ldd_device(x) container_of((x), struct ldd_device, dev)
  • struct ldd_driver {
  •         char *version;
  •         struct module *module;
  •         int (*probe)(struct ldd_device *);
  •         int (*remove)(struct ldd_device *);
  •         void (*shutdown)(struct ldd_device *);
  •         int (*suspend)(struct ldd_device *, pm_message_t state);
  •         int (*resume)(struct ldd_device *);
  •         struct device_driver driver;
  •         struct driver_attribute version_attr;
  • };
  • #define to_ldd_driver(drv) container_of(drv, struct ldd_driver, driver)
  • extern int lddbus_kill(struct ldd_device *dev);
  • extern int register_ldd_device(struct ldd_device *);
  • extern void unregister_ldd_device(struct ldd_device *);
  • extern int register_ldd_driver(struct ldd_driver *);
  • extern void unregister_ldd_driver(struct ldd_driver *);8 r  \; V7 K, ~; y) E( @" t
                                             
/ v! t! B9 `1 y0 u% \; Q8 Z0 p9 K: ]+ U% k# e7 b4 u: C
2.设备与设备驱动
* v  R1 b. |0 t" P9 p( y/ f) K) P" m3 W
testmini.c
9 {! A9 J" P5 J6 p* Y& E3 h8 P5 X$ k. V5 k6 r2 s5 m& G
  • #include <linux/platform_device.h>
  • #include <linux/miscdevice.h>
  • #include <linux/interrupt.h>
  • //#include <asm/arch/map.h>
  • #include <asm/io.h>
  • #include <linux/irq.h>
  • #include <linux/wait.h>
  • #include <linux/semaphore.h>
  • #include <linux/module.h>
  • #include <linux/fs.h>
  • #include "lddbus.h"
  • #include <linux/sched.h>
  • //指向系统所拥有的资源信息,此信息为公用信息
  • //可以被多用户共同使用
  • static struct resource *mini_mem;
  • static struct resource *mini_irq;
  • static void __iomem *mini_base;
  • static unsigned char wq_flag = 0 ; //wait queue 队列的唤醒标志
  • //设备的数据结构,独立于platform的数据结构,此数据结构
  • //为驱动开发人员所要重点考虑的
  • //数据为用户公用的
  • struct Mini_Dev
  • {
  •         struct miscdevice mdev;
  •         wait_queue_head_t wq;
  •         struct semaphore sem;
  • };
  • struct Mini_Dev *p_mdev;
  • static ssize_t s3c2440mini_read(struct file * file, char __user * userbuf,
  •                 size_t count, loff_t * off)
  • {
  •         printk ("MINI TEST ..............READ\n");
  •         return 0;
  • }
  • static ssize_t s3c2440mini_write(struct file *file, const char __user *data,
  •                 size_t len, loff_t *ppos)
  • {
  •         printk ("MINI TEST ..............write\n");
  •         return 0;
  • }
  • #define IOCTL_MINI_WAITIRQ _IOR('M',1,int)
  • #define IOCTL_MINI_SENDDATA _IOR('M',2,int)
  • static int s3c2440mini_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,
  •                 unsigned int cmd, unsigned long arg)
  • {
  •         int i;
  •         switch(cmd)
  •                 {
  •                 case IOCTL_MINI_WAITIRQ:
  •                         wait_event_interruptible(p_mdev->wq, (wq_flag)&0x01);
  •                         wq_flag = 0;
  •                         break;
  •                 case IOCTL_MINI_SENDDATA:
  •                         for ( i = 0 ; i < 0x1000000; i ++)
  •                                 {
  •                                 writeb(0xff,mini_base);
  •                                 }
  •                         break;
  •                 }
  •         return 0;
  • }
  • static int s3c2440mini_open(struct inode *inode, struct file *file)
  • {
  •         return 0;
  • }
  • static int s3c2440mini_release(struct inode *inode, struct file *file)
  • {
  •         printk ("MINI TEST ..............release\n");
  •         return 0;
  • }
  • //设备所具有的file 操作结构是驱动的工作重点
  • //同时也是设备功能实现的地方
  • static struct file_operations mini_ops = {
  •         .owner          = THIS_MODULE,
  •         .write         = s3c2440mini_write,
  •         .read         = s3c2440mini_read,
  •         .unlocked_ioctl                = s3c2440mini_ioctl,
  •         .release        = s3c2440mini_release,
  •         .open        = s3c2440mini_open,
  • };
  • //kernel interface
  • //platform 驱动数据结构,提供了探测、移除、挂起、回复和关闭的
  • //的系统接口,使系统设备更加的规范
  • //.driver 挂接着设备的数据结构和资源信息,这些信息已经提前被
  • //注册到系统里,只有在.name相同的情况下调用platform_driver_register才能
  • //注册成功
  • static struct ldd_device mini_device = {
  •         .name         = "mini",
  • };
  • static int mini_probe (struct ldd_device * dev)
  • {
  •         printk("mini_probe %s\n",dev->name);
  •         lddbus_kill(dev);
  •         return 0;
  • }
  • static struct ldd_driver mini_driver = {
  •         .version = "$Revision: 1.21 $",
  •         .module = THIS_MODULE,
  •         .probe        = mini_probe,
  •         .driver = {
  •                 .name = "mini",
  •         },
  • };
  • static int __init mini_init(void)
  • {
  •         register_ldd_device(&mini_device);
  •         return register_ldd_driver(&mini_driver);
  • }
  • static void __exit mini_exit(void)
  • {
  •         unregister_ldd_device(&mini_device);
  •         return         unregister_ldd_driver(&mini_driver);
  • }
  • module_init(mini_init);
  • module_exit(mini_exit);
  • MODULE_AUTHOR("ljf");
  • MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");( J: O; Y0 P0 P6 J
                              ( T, i& K. I( R  m( A

# G- _  T8 l0 q8 ]/ W: oMakefile% I3 S% v8 g. b% ?9 f2 V

) G' G4 k8 g6 _/ ~: J
  •         obj-m := testlddbus.o testmini.o
  •         PWD := $(shell pwd)
  •         KERNELDIR := /usr/src/linux-headers-3.0.0-26-generic/
  • default:
  •         $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
  • #        cp -rf mini.ko ../module/
  • #        cp -rf lddbus.ko ../module/
  • clean:
  •         rm *.mod.c *.o *.ko *.bak modules.* Module.*
    5 [9 R9 p3 V  d+ n7 C* a3 b3 [
# ^$ G/ u) F9 E* c% U
6 V* _: }; C  P5 p; e
  • TA的每日心情
    开心
    2023-5-15 15:14
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    2#
    发表于 2021-8-2 20:38 | 只看该作者
    驱动数据结构,提供了探测、移除、挂起、回复和关闭的

    该用户从未签到

    3#
    发表于 2021-8-4 09:40 | 只看该作者
    操作系统加载总线驱动,开始扫描设备、并为其申请struct device结构,最后挂入总线驱动devices链表
  • TA的每日心情

    2019-11-29 15:37
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    4#
    发表于 2021-8-4 09:41 | 只看该作者
    数据结构kernel/include/linux/device.h

    该用户从未签到

    5#
    发表于 2021-8-4 09:41 | 只看该作者
    支持热插拔
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