linux内核部件分析（九）——设备驱动模型之device-driver

最新推荐文章于 2020-09-05 22:52:35 发布

qb_2008

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分类专栏： linux内核学习文章标签： linux内核 struct interface 工作 each semaphore

本文链接：https://blog.csdn.net/qb_2008/article/details/6854086

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本文深入探讨Linux内核的设备驱动模型，解析device、driver和bus之间的交互，包括设备注册时如何寻找驱动，驱动注册时如何寻找设备，以及设备与驱动的绑定和解除绑定过程。重点分析了bus_probe_device()和bus_add_driver()函数，涉及设备的probe函数调用、同步机制以及设备和驱动的注销流程。

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前面我们分析了device、driver、bus三种类型，主要是三者的注册与注销，在sysfs中的目录与属性文件创建等内容。本节就来详细分析下，在设备注册到总线上时，总线是如何为其寻找对应的驱动的；在驱动注册到总线上时，总线又是如何为其寻找对应的设备的。

本节的实现代码集中在drivers/base/bus.c和drivers/base/dd.c中。

先来回忆下，在device_register()->device_add()中，先是调用bus_add_device()添加device与bus间的联系，并添加bus为device定义的属性，然后会调用bus_probe_device()。bus_probe_device()会试图为已挂在总线上的该设备寻找对应的驱动。我们的故事就从这里开始。

/**
 * bus_probe_device - probe drivers for a new device
 * @dev: device to probe
 *
 * - Automatically probe for a driver if the bus allows it.
 */
void bus_probe_device(struct device *dev)
{
	struct bus_type *bus = dev->bus;
	int ret;

	if (bus && bus->p->drivers_autoprobe) {
		ret = device_attach(dev);
		WARN_ON(ret < 0);
	}
}

bus_probe_device()为总线上的设备寻找驱动。它先是检查bus->p->drivers_autoprobe，看是否允许自动探测。允许了才会调用device_attach()进行实际的寻找工作。

说到bus->p->drivers_autoprobe这个变量，它是在bus_type_private中的，在调用bus_register()前都初始化不了，在bus_register()中自动定为1。所以，除非是用户空间通过drivers_autoprobe属性文件主动禁止，bus总是允许自动探测的，所有的bus都是如此。

/**
 * device_attach - try to attach device to a driver.
 * @dev: device.
 *
 * Walk the list of drivers that the bus has and call
 * driver_probe_device() for each pair. If a compatible
 * pair is found, break out and return.
 *
 * Returns 1 if the device was bound to a driver;
 * 0 if no matching driver was found;
 * -ENODEV if the device is not registered.
 *
 * When called for a USB interface, @dev->parent->sem must be held.
 */
int device_attach(struct device *dev)
{
	int ret = 0;

	down(&dev->sem);
	if (dev->driver) {
		ret = device_bind_driver(dev);
		if (ret == 0)
			ret = 1;
		else {
			dev->driver = NULL;
			ret = 0;
		}
	} else {
		pm_runtime_get_noresume(dev);
		ret = bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);
		pm_runtime_put_sync(dev);
	}
	up(&dev->sem);
	return ret;
}

device_attach()在实际绑定之前，会用dev->sem进行加锁。不错，dev->sem几乎就是为了在设备与驱动绑定或者解除绑定时加锁用的。还没有看到它在其它地方被调用。

如果在调用device_attach()前就已经有了dev->driver()，就调用device_bind_driver()进行绑定，不然还要调用bus_for_each_drv()进行依次匹配。至于pm_runtime_get_noresume之类的函数，属于电源管理部分，我们现在先忽略。

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);

	if (dev->bus)
		blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
					     BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER, dev);

	klist_add_tail(&dev->p->knode_driver, &dev->driver->p->klist_devices);
}

static int driver_sysfs_add(struct device *dev)
{
	int ret;

	ret = sysfs_create_link(&dev->driver->p->kobj, &dev->kobj,
			  kobject_name(&dev->kobj));
	if (ret == 0) {
		ret = sysfs_create_link(&dev->kobj, &am

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