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设备驱动基础1:设备模型之总线,驱动,设备

2014年06月14日 基础知识 ⁄ 共 2484字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 57 次

Kobject,kset 是设备模型的基本结构体,设备模型使用这两个结构体来完成设备的层次关系,但在实际的设备驱动编写中,我们基本上用不到kobject,kset这些结构 体,是因为这些结构体又被嵌入到更大的结构体中,原因在于kobject,kset结构体只能表征设备的层次关系,但是一个设备的驱动,并不是简单的一个 层次关系而已,因此,必需要把kobject,kset结构体嵌入到更大的结构体中,使用kobject,kset来表征层次关系,用其他的成员表示设备 驱动的具体功能。

在设备模型中,我们将看到,设备驱动主要是由总线,驱动程序,设备三个部分构成,通过这三个标准部件,把各种纷繁杂乱的设备归结过来,达到简化设备驱动编写的目的,也即我们编写的设备驱动,其实也只是这三部分中的一个很小的部分的。

 

我们编写的设备驱动程序,一定是先属于一个总线的驱动,比如属于 USB总线,或者属于PCI总线,或者属于I2C总线,等等,因为我们编写的设备驱动,在注册,安装到系统时,系统会先检查驱动是属于哪个总线的(设备驱 动编写时已经定义好),会把驱动加入到对应的总线的kset中,即把当前设备驱动的kobject加入到对应总线的kset中,形成层次关联。而当系统检 测到有设备存在(硬件),也会先判断设备是属于哪个总线的(硬件连接),然后遍历当前总线下的所有设备驱动程序,通过所属总线的探测函数,查找是否有设备 驱动程序匹配可以驱动当前的设备(一般是通过获得设备的PID,VID,跟驱动程序的PID,VID比较,看是否匹配而定),如果有驱动程序可以驱动设 备,则把当前设备也加入到所属总线的kset中,如果没有可驱动设备的驱动程序,则只能在总线的设备链表中存在,而如果设备都无法通过总线的匹配,则也没 有办法存在于总线的设备链表中。由于一条总线要管理总线上的所有驱动,同时要管理总线上的有所设备,则需要再把所有设备和所有驱动都分开,分别设立一个设 备kset和一个设备驱动kset,用于管理所有的设备和设备驱动,如此,则总线kset实际上包含了两个kset(设备kset,设备驱动kset), 设备kset又包含了所有的当前总线的设备的kobject,设备驱动kset包含了所有的当前总线的设备驱动的kobject;而所有的总线,又形成了 bus的kset,归结起来就形成下图的层次关系:

bus-dirver-device

bus-dirver-device

每个设备,都被挂接到不同的总线上,当设备挂接到对应的总线上 后,其所对应的总线类型就确定了,而设备在挂接到总线上时,总线先要扫描设备,看看设备是否适合总线的要求,如果适合了,那接着就要扫描整个总线上的设备 驱动链表,查找是否有驱动程序可以管理设备,如果找到,则把设备结构体中的相应指针成员指向对应的驱动程序,如果暂时没有找到对应的设备驱动程序,则设备 结构体中的指向驱动程序的指针暂时为空,表示还没有设备驱动,还在总线的设备队列中等待;而如果设备不能通过总线的检查,即不会出现在总线的设备列表上, 自然不会去扫描设备驱动链表,查找匹配的驱动了。

而每个设备驱动程序,都是被安装到对应的总线上的,不论是手动安 装,还是自动安装,所谓安装,就是把驱动程序挂载到对应总线的驱动链表中,而挂载到对应的总线驱动链表,首先要满足总线的匹配要求,只有适合了要求,才能 挂载到总线的驱动链表,也只有到达这个步骤,系统才会扫描整个总线的设备链表,来查找是否有设备需要此驱动来管理,如果找到这个设备,则驱动程序中的设备 管理链表,会记录这个设备的地址,从而达到管理设备的目的。

经过上述的设备插入,或者驱动安装,系统就会出现只有设备,而没 有设备驱动程序的情况,也会出现,只有设备驱动程序,没有对应的设备的情况,此时,设备或者设备驱动程序,就会暂时在各自的队列里等待,一旦有驱动程序安 装,或新的设备插入,就都会自动的去扫描对应的链表,来检测是否有配对的可能。

综合上述三者的关系,如图:

bus-dirver-device

bus-dirver-device

Linux设备模型 之 总线类型 - bus_typebus_type

相关数据结构:


struct bus_type {
 char * name;
 struct subsystem subsys;
 struct kset drivers;
 struct kset devices;
 struct bus_attribute * bus_attrs;
 struct device_attribute * dev_attrs;
 struct driver_attribute * drv_attrs;
 int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv);
 int (*hotplug) (struct device *dev, char **envp,
 int num_envp, char *buffer, int buffer_size);
 int (*suspend)(struct device * dev, pm_message_t state);
 int (*resume)(struct device * dev);
};

内核所支持的每一种总线类型都由一个bus_type对象表示。
bus_type中内嵌了一个subsystem - subsys。
系统中的bus_subsys子系统将所有的bus_type中的subsys集合在一起。
bus_subsys对应sysfs中的/sys/bus目录.

另外,bus_type中有两个内嵌的kset对象:devices 和 drivers。分别表示该bus上的设备和驱动。

bus-dirver-device

bus-dirver-device

函数bus_for_each_dev() 和 bus_for_each_drv()分别用于遍历bus上devices和drivers链表中的所有元素。

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