Linux設備模型之——註冊接口的使用

前言

平時寫驅動或者看一份驅動代碼的時候，經常被各種註冊接口函數搞暈，到底什麼時候用哪一個呢？這個問題必須要在理解了Linux的設備模型後纔能有個清晰的概念，本文只是在閱讀了網上一些大神的博客後的一些小小的總結。不過本文暫時不會對Linux的設備模型有過多的深入，只是在自己的理解上，理清一下注冊接口之間的關係。

正文

先來看一下我們在驅動開發過程中，最常接觸到的兩個結構體。

1、device和device_driver

這兩個結構體是驅動開發的基礎，顧名思義，device就是設備的抽象，device_driver就是驅動的抽象。結構體都比較複雜，但是好在註釋比較清晰，具體可以參考：include\linux\device.h。驅動開發中接觸最多的就是怎麼使用這些接口，所以我們先看一下這些使用步驟。

下面以hid總線（bus）、uhid設備（device）、hid-generic驅動（device_driver）爲例子，講述一下流程，代碼目錄爲：drivers\hid\。

1.1、bus

因爲這一小節重點講device和device_driver，所以bus的概念我們先放一邊。註冊hid總線的代碼在：drivers\hid\hid-core.c

1.2、device

分配一個struct device類型的變量，填充必要的信息後，把它註冊到內核中。

代碼目錄：
drivers\hid\uhid.c

函數調用關係：
uhid_char_open //分配了uhid_device結構體，其中就包含了struct device
->uhid_device_add_worker
    ->hid_add_device
        ->device_add //這個函數就是將分配到的device註冊到內核中，並在這個過程中匹配合適的device_driver
            ->bus_probe_device //註冊進總線
                ->device_attach
                    ->__device_attach
                        ->driver_match_device //最終會調用driver的match函數

1.3、device_driver

分配一個struct device_driver類型的變量，填充必要的信息後，把它註冊到內核中

代碼目錄：
drivers\hid\hid-generic.c

函數調用關係：
module_hid_driver //分配的struct hid_driver就包含了struct device_driver
->__hid_register_driver
    ->driver_register
        ->bus_add_driver //將driver加到bus上
            ->driver_attach //匹配對應的device

1.4、小結

所以我們可以看到，註冊device用的device_add接口（或者device_register、device_create_vargs和device_create，不過它們最終都是調用device_add）；註冊device_driver用的driver_register接口。不過實際開發中，除了直接用device和device_driver，也會用，在這兩個結構體封裝上的其他結構體，比如下一小節要講的內容。

2、platform_device和platform_driver

系統中，每個設備都需要連接到一個bus上，這個bus可以是一個實際存在的內部bus、虛擬的bus或者是platform bus。這一小節我們主要關注platform bus。

那麼連接到platform bus的platform device又有哪些呢？kernel在platform.txt中有相關的定義，總的來說就是，platform device包括：基於端口的設備（已不推薦使用，保留下來只爲兼容舊設備，legacy）；連接物理總線的橋設備；集成在SOC上的各種控制器；連接在其他bus上的設備等等。

platform bus基於底層的bus模塊，抽象出來的一個虛擬的platform bus，用於platform設備的連接；platform device基於底層的device模塊，用於表示platform設備；platform driver基於底層的driver模塊，用於驅動platform設備。

其實從platform device和platform driver兩個結構體的定義就可以看出，他們是和struct device和struct device_driver有着千絲萬縷的關係。具體的定義可以參考：include\linux\platform_device.h。下面我們只是看一下怎麼用系統提供的API。

2.1、struct platform_device

代碼路徑：
drivers\base\platform.c

函數調用關係：
platform_device_register
->platform_device_add
    ->device_add

從函數調用關係來看，最終還是走到了device_add，也進一步說明platform_device是在device上的一層封裝而已。還有其它的註冊接口可以參考include\linux\platform_device.h

2.2、struct platform_driver

代碼路徑：
linux\platform_device.h

函數調用關係：
platform_driver_register
->__platform_driver_register
    ->driver_register  //類似於platform_device，最終也是調用到註冊device_driver的函數

2.3、platform bus

想註冊device和driver，當然需要有對應的bus，而platform bus的註冊在drivers\base\platform.c的platform_bus_init實現。細節就不過多說了，有興趣的同學可以自行查閱代碼。

2.4、小結

上面只是提到了一些API，具體的驅動代碼例子可以參考我以前寫的文章：設備、驅動、總線模型簡介。