Linux内核大讲堂之设备驱动的基石驱动模型(5)
转自:无为和尚的Linux内核大讲堂系列。http://blog.csdn.net/z2007b/article/details/6388753
上节我们已经领教了传说中的bus_register，这节我们继续领教同样是神级的driver_register。
driver_register如果看懂了，device自行分析应该没太大的问题。
照样先给出一个小的例子代码。
typedef struct __wwhs_device_driver{
char *name;
struct device_driver driver;
}wwhs_device_driver;
static wwhs_device_driver wwhs_driver = {
.name= "wwhs_driver",
};
static int wwhs_driver_register(wwhs_device_driver *wwhs_driver)
{
wwhs_driver->driver.name = wwhs_driver->name;
wwhs_driver->driver.bus=&wwhs_bus_type;
return driver_register(&wwhs_driver->driver);
}
就这么几行，在这里给大家布置个小作业，请把这个自行加到上一节我们给出的代码中合适的位置，注意释放哦.^_^
其实主要就是一个函数啦，这个函数不是我写的，是高手写的，高手写的肯定得膜拜一下，我们接下来就一起膜拜一下高手的作品，先给出函数定义：
int driver_register(struct device_driver *drv)
{
int ret;
struct device_driver *other;
BUG_ON(!drv->bus->p);
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);
other = driver_find(drv->name, drv->bus);
if (other) {
put_driver(other);
printk(KERN_ERR "Error: Driver '%s' is already registered, "
"aborting.../n", drv->name);
return -EBUSY;
}
ret = bus_add_driver(drv);
if (ret)
return ret;
ret = driver_add_groups(drv, drv->groups);
if (ret)
bus_remove_driver(drv);
return ret;
}
首先我们可以看到上面
int ret;
struct device_driver *other;
BUG_ON(!drv->bus->p);
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);
这一堆都是吓人的，可以不用理它们。
接下来
other = driver_find(drv->name, drv->bus);
if (other) {
put_driver(other);
printk(KERN_ERR "Error: Driver '%s' is already registered, "
"aborting.../n", drv->name);
return -EBUSY;
}
这个其实就是查找之前是否有被注册过，我们现在显然不会先对这王八蛋进行分析，我们要抓重点，节省精力，要不然晚上哪有时间陪MM约会，哪有时间玩游戏，哪有时间看电影…
接下来就是bus_add_driver了：
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);
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);
module_add_driver(drv->owner, drv);
error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent);
if (error) {
printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed/n",
__func__, drv->name);
}
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",
__func__, drv->name);
}
if (!drv->suppress_bind_attrs) {
error = add_bind_files(drv);
if (error) {
/* Ditto */
printk(KERN_ERR "%s: add_bind_files(%s) failed/n",
__func__, drv->name);
}
}
kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);
return 0;
out_unregister:
kobject_put(&priv->kobj);
kfree(drv->p);
drv->p = NULL;
out_put_bus:
bus_put(bus);
return error;
}
下面这一段：
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);
if (error)
goto out_unregister;
其实就是为我们的帅哥driver同学的私有成员driver_private分配了空间并且做了一些初始化的动作，前面如果仔细看了文章的同志应该具备了自行分析的能力，看懂肯定是没问题的。但是这中间有一个成员是大家都会感兴趣的，这个就是我们device_driver帅哥为device美女准备的一排金丝鸟笼，这个帅哥很花心的，只要合他自已口味的美女都会拉过来放到金丝鸟笼里，说了这么久，这藏美女的鸟笼是哪位呢？君请看：
klist_init(&priv->klist_devices, NULL, NULL);就是它了，只要合乎帅哥口味的美女，全都被帅哥养在这里面。
接下来：
if (drv->bus->p->drivers_autoprobe) {
error = driver_attach(drv);
if (error)
goto out_unregister;
}
记得我们在bus_register中讲到的会创建六个文件吧，在这里我们有一个就派上用场了，这就是drivers_autoprobe,这个文件我们是可以读写的。如果我们往里面写1：
echo “1” > /sys/bus/wwhs_bus/drivers_autoprobe
那么就会调用driver_attach(drv)。
int driver_attach(struct device_driver *drv)
{
return bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);
}
int bus_for_each_dev(struct bus_type *bus, struct device *start,
void *data, int (*fn)(struct device *, void *))
{
struct klist_iter i;
struct device *dev;
int error = 0;
if (!bus)
return -EINVAL;
klist_iter_init_node(&bus->p->klist_devices, &i,
(start ? &start->p->knode_bus : NULL));
while ((dev = next_device(&i)) && !error)
error = fn(dev, data);
klist_iter_exit(&i);
return error;
}
在这里要说一下klist，klist是在内核的双向链表的基础上封装出来的，这段代码的意思就是轮询klist_devices链表中的节点并取节点内含的大美女device成员。然后将其与帅哥device_driver一同作为参数传给回调函数fn，而fn就是我们之前传入的__driver_attach()。我们在这里假设bus里面已经有一位或N位美女( 如果一位美女都没有，就会判断直接返回了,也就没有了下面的故事)，
static int __driver_attach(struct device *dev, void *data)
{
struct device_driver *drv = data;
/*
* Lock device and try to bind to it. We drop the error
* here and always return 0, because we need to keep trying
* to bind to devices and some drivers will return an error
* simply if it didn't support the device.
*
* driver_probe_device() will spit a warning if there
* is an error.
*/
if (!driver_match_device(drv, dev))
return 0;
if (dev->parent) /* Needed for USB */
device_lock(dev->parent);
device_lock(dev);
if (!dev->driver)
driver_probe_device(drv, dev);
device_unlock(dev);
if (dev->parent)
device_unlock(dev->parent);
return 0;
}
在这个回调函数里，首先会调用driver_match_device(drv, dev):
static inline int driver_match_device(struct device_driver *drv,
struct device *dev)
{
return drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;
}
这个函数的作用其实就是：如果总线的match函数存在，则调用总线的match函数，否则直接返回1。在liunx函数的返回值是很有讲究的，大家一定不可忽视了返回值的存在。
接下来就是：
if (dev->parent) /* Needed for USB */
device_lock(dev->parent);
device_lock(dev);
if (!dev->driver)
driver_probe_device(drv, dev);
device_unlock(dev);
if (dev->parent)
device_unlock(dev->parent);
return 0;
在这段代码中driver_probe_device(drv, dev)是重中之重。
int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
{
int ret = 0;
if (!device_is_registered(dev))
return -ENODEV;
pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s/n",
drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
pm_runtime_get_noresume(dev);
pm_runtime_barrier(dev);
ret = really_probe(dev, drv);
pm_runtime_put_sync(dev);
return ret;
}
在这个函数中我们又调用了really_probe(dev, drv);
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, __func__, drv->name, dev_name(dev));
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",
__func__, dev_name(dev));
goto probe_failed;
}
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;
}
driver_bound(dev);
ret = 1;
pr_debug("bus: '%s': %s: bound device %s to driver %s/n",
drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
goto done;
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_name(dev), ret);
}
/*
* Ignore errors returned by ->probe so that the next driver can try
* its luck.
*/
ret = 0;
done:
atomic_dec(&probe_count);
wake_up(&probe_waitqueue);
return ret;
}
顶住各位，一起跟哥继续分析。
atomic_inc(&probe_count);
这个用于给探测计数。
dev->driver = drv;
if (driver_sysfs_add(dev)) {
printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed/n",
__func__, dev_name(dev));
goto probe_failed;
}
把驱动赋值给dev->driver后我们调用了driver_sysfs_add(dev)。
static int driver_sysfs_add(struct device *dev)
{
int ret;
if (dev->bus)
blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
BUS_NOTIFY_BIND_DRIVER, dev);
ret = sysfs_create_link(&dev->driver->p->kobj, &dev->kobj,
kobject_name(&dev->kobj));
if (ret == 0) {
ret = sysfs_create_link(&dev->kobj, &dev->driver->p->kobj,
"driver");
if (ret)
sysfs_remove_link(&dev->driver->p->kobj,
kobject_name(&dev->kobj));
}
return ret;
}
在这段代码中blocking_notifier_call_chain()函数涉及到一项叫内核通知链的技术，其实就是一个回调函数链，在call链的时候，就会从函数链上一个一个取下来并执行。我们先假设函数链是空的。
接下来就是利用sysfs_create_link() 在总线所属的驱动下创建一个设备链接和在总线所属的设备下创建一个驱动链接。
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;
}
继续探测，没什么好说的，如果有就调用，很多时候我们资源的分配就是在驱动所属的probe函数中分配的。后面我会拿一个详尽的例子来分析整个过程。
接下来就是调用driver_bound()了。
static void driver_bound(struct device *dev)
{
if (klist_node_attached(&dev->p->knode_driver)) {
printk(KERN_WARNING "%s: device %s already bound/n",
__func__, kobject_name(&dev->kobj));
return;
}
pr_debug("driver: '%s': %s: bound to device '%s'/n", dev_name(dev),
__func__, dev->driver->name);
klist_add_tail(&dev->p->knode_driver, &dev->driver->p->klist_devices);
if (dev->bus)
blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER, dev);
}
在这个函数中：
if (klist_node_attached(&dev->p->knode_driver)) {
printk(KERN_WARNING "%s: device %s already bound/n",
__func__, kobject_name(&dev->kobj));
return;
}
用来判断设备美女是否已经和驱动帅哥匹配了，如果已经被匹配的话，嘿嘿，我们的设备美女是很专一的，不会再继续匹配，会直接大叫一声，我已经嫁人了。
如果两者都还是单身的，我们就用：
klist_add_tail(&dev->p->knode_driver, &dev->driver->p->klist_devices)来促成这桩好事。（Klist我已经开了个专题进行讲解了：http://blog.csdn.net/z2007b/archive/2011/05/13/6417293.aspx）
然后再call一下内核通知链上挂的函数。
这一块讲完了，我们再回到bus_add_driver()函数中，继续往下走。
klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers)就是驱动帅哥正式加入帅哥阵营。
module_add_driver(drv->owner, drv)将在在/sys/module创建相应的目录和文件，这个就自行分析一下吧，很简单的。
再往下走：
error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent);
if (error) {
printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed/n",
__func__, drv->name);
}
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",
__func__, drv->name);
}
if (!drv->suppress_bind_attrs) {
error = add_bind_files(drv);
if (error) {
/* Ditto */
printk(KERN_ERR "%s: add_bind_files(%s) failed/n",
__func__, drv->name);
}
}
kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);
很熟悉吧，上节讲bus_register的时候也有类似的东西。记得吗？就是创建了几个具有自定义属性的文件，并且通知一下用户空间。记不起来的话就看上一节。做人不能忘本，不能喜新厌旧，再一次高歌：结识新朋友，不忘老朋友…
至此，driver_register()就讲完了。不要贪多，如果没看懂，回过头再看，直到看懂为止。
下一节更精彩，不要错过哦。^_^