Linux設備模型－－總線

Linux設備模型是由總線（bus_type），設備（device），驅動（device_driver）這三個數據結構來描述的。在設備模型中，所有的設備都通過總線來連接。即使有些設備沒有連接到一根物理上的總線，Linux爲其設置了一個內部的，虛擬的platform總線，來維持總線，驅動，設備的關係。總線是處理器與一個或者多個設備之間的通道。比如一個USB控制器通常是一個PCI設備，設備模型展示了總線和他們所控制的設備之間的連接。linux設備模型中，總線由bus_type結構表示，定義在<linux/device.h>

struct bus_type {  

    const char      *name;       //總線類型的名稱  

    struct bus_attribute    *bus_attrs;  //總線屬性  

    struct device_attribute *dev_attrs;  //設備屬性  

    struct driver_attribute *drv_attrs;  //驅動屬性  

    int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);  

    int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);  

    int (*probe)(struct device *dev);  

    int (*remove)(struct device *dev);  

    void (*shutdown)(struct device *dev);  

    int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);  

    int (*suspend_late)(struct device *dev, pm_message_t state);  

    int (*resume_early)(struct device *dev);  

    int (*resume)(struct device *dev);  

    struct dev_pm_ops *pm;  

    struct bus_type_private *p;  

};  

struct bus_type_private {  

    struct kset subsys;                  //該總線的subsystem 

    struct kset *drivers_kset;           //所有與該總線相關的驅動集合  

    struct kset *devices_kset;           //所有掛接在該總線上的設備集合  

    struct klist klist_devices;  

    struct klist klist_drivers;  

    struct blocking_notifier_head bus_notifier;  

    unsigned int drivers_autoprobe:1;  

    struct bus_type *bus;  

};  

總線的註冊使用bus_register(struct bus_type *bus)若成功，新的總線將被添加進系統，並可在sysfs的/sys/bus下看到
總線的刪除使用void bus_unregister(struct bus_type *bus)

我們在深入看bus_register這個函數

int bus_register(struct bus_type *bus)
{
int retval;
struct bus_type_private *priv;
priv = kzalloc(sizeof(struct bus_type_private), GFP_KERNEL);
if (!priv)
return -ENOMEM;
priv->busbus = bus;
bus->p = priv;

BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(&priv->bus_notifier);
retval = kobject_set_name(&priv->subsys.kobj, "%s", bus->name);
if (retval)
goto out;

priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;
priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;
priv->drivers_autoprobe = 1;

retval = kset_register(&priv->subsys);
if (retval)
goto out;

retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);
if (retval)
goto bus_uevent_fail;


priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL,
&priv->subsys.kobj);
if (!priv->devices_kset) {
retval = -ENOMEM;
goto bus_devices_fail;
}


priv->drivers_kset = kset_create_and_add("drivers", NULL,
&priv->subsys.kobj);
if (!priv->drivers_kset) {
retval = -ENOMEM;
goto bus_drivers_fail;
}


klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put);
klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL);

retval = add_probe_files(bus);
if (retval)
goto bus_probe_files_fail;

retval = bus_add_attrs(bus);
if (retval)
goto bus_attrs_fail;

pr_debug("bus: '%s': registered\n", bus->name);
return 0;

bus_attrs_fail:
remove_probe_files(bus);
bus_probe_files_fail:
kset_unregister(bus->p->drivers_kset);
bus_drivers_fail:
kset_unregister(bus->p->devices_kset);
bus_devices_fail:
bus_remove_file(bus, &bus_attr_uevent);
bus_uevent_fail:
kset_unregister(&bus->p->subsys);
kfree(bus->p);
out:
return retval;
}

從這裏

priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;
priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;

可以看得出總線初始化了自己的kset對象。kset在後續文件中有講到。

int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);匹配設備和驅動程序。

當一個新設備或者驅動被添加到這個總線時，該方法被調用，用於判斷指定的驅動和諧是否能處理指定的設備。若可以，則返回非零值。後面的測試程序採用匹配設備的dev->bus_id字符串和驅動的drv->name字符串是否相同來判斷驅動是否能處理該設備。

int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);  

在爲用戶空間產生熱插拔事件之前，這個方法允許總線添加環境變量

總線屬性由bus_attribute結構描述

struct bus_attribute {  

    struct attribute    attr;  

    ssize_t (*show)(struct bus_type *bus, char *buf);  

    ssize_t (*store)(struct bus_type *bus, const char *buf, size_t count);  

};  

創建屬性

int bus_create_file(struct bus_type *bus,struct bus_attribute *attr)

刪除屬性

int bus_remove_file(struct bus_type *bus,struct bus_attribute *attr)

注意下面這個內核定義的宏後面的例子會用到

#define BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \

struct bus_attribute bus_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)

在編譯時創建和初始化bus_attribute結構，它將bus_attr_作爲給定前綴來創建總線的真正名稱。

如：static BUS_ATTR(version, S_IRUGO, show_bus_version, NULL);

將創建一個bus_attr_version結構體對象。

添加總線例子：

#include <linux/device.h>

#include <linux/module.h>

#include <linux/kernel.h>

#include <linux/init.h>

#include <linux/string.h>

MODULE_AUTHOR("David Xie");

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static char *Version = "$Revision: 1.9 $";

static int my_match(struct device *dev, struct device_driver *driver)

{

return !strncmp(dev->bus_id, driver->name, strlen(driver->name));

}

static void my_bus_release(struct device *dev)

{

printk(KERN_DEBUG "my bus release\n");

}

struct device my_bus = {

.bus_id   = "my_bus0",

.release  = my_bus_release

};

struct bus_type my_bus_type = {

.name = "my_bus",

.match = my_match,

};

EXPORT_SYMBOL(my_bus);

EXPORT_SYMBOL(my_bus_type);

/*

 * 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);

static int __init my_bus_init(void)

{

int ret;

        

        /*註冊總線*/

ret = bus_register(&my_bus_type);

if (ret)

return ret;

/*創建屬性文件*/

if (bus_create_file(&my_bus_type, &bus_attr_version))

printk(KERN_NOTICE "Fail to create version attribute!\n");

/*註冊總線設備*/

ret = device_register(&my_bus);

if (ret)

printk(KERN_NOTICE "Fail to register device:my_bus!\n");

return ret;

}

static void my_bus_exit(void)

{

device_unregister(&my_bus);

bus_unregister(&my_bus_type);

}

module_init(my_bus_init);

module_exit(my_bus_exit);

創建一條名爲my_bus_type的總線和一個名爲my_bus的總線設備，注意總線也是一個設備，也需要註冊。

測試結果：

運行後，查看/sys/bus/目錄

ls /sys/bus/

acpi  i2c  mdio_bus my_bus pci_express  platform  scsi   usb

hid   isa  pci       pcmcia