作業系統 再識 Linux 驅動模型

2021-06-14 14:09:29 字數 3215 閱讀 3356

1 底層機制

linux 的裝置驅動模型的底層機制主要包括:kobject,kobj_type,kset 等幾個結構。這幾個

結構的定義在include/linux/kobject.h 中。

1.1 kobject 代表裝置驅動模型中乙個基本物件,類似於mfc 中最頂層的基類cobject。每個kobject 都對應於sysfs 中的乙個目錄。上層結構例如device,device_driver,bus_type 都嵌入了乙個kobject,這相當於物件導向程式設計語言中的繼承機制

1.2 kobj_type是kobject 所屬的型別,定義了某種型別的kobejct 的公共的屬性和操作

1.3 kset 是乙個kobject 集合(或容器),包含了一系列的kobject。需要注意的是,kset 內部也嵌入了kobject,這表明kset 本身也是乙個kobject

2  高層資料結構

高層主要包括三個結構:device,device_driver,bus_type 。這幾個結構的定義在

include/linux/device.h 中。

2.1 device代表乙個裝置,對應於/sys/devices/下的乙個目錄

2.2 device_driver代表乙個裝置驅動程式,對應於/sys/bus/***/drivers/下的乙個目錄

2.3 bus_type代表乙個匯流排,對應於/sys/bus/下的乙個目錄。

2.4 match()方法用於判斷掛在匯流排下的某個device 和某個device_driver 是否匹配,在乙個

device 或乙個device_driver 註冊到匯流排上時呼叫。uevnet()方法用於為uevent 機制新增環境變數,在處理uevent 時被呼叫。其它方法都是操作匯流排上掛接的device 的

2.5 probe(),remove(),shutdown(),suspend(),resume()這幾個方法在device_driver 中也定

義了。核心在呼叫這些方法時,會優先呼叫bus_type 中定義的方法。如果相應的方法在

bus_type 中未定義,才會去呼叫device_driver 中定義的方法。

3  bus_type、device 和device_driver 之間的關係

3.1 bus_type 相當於乙個容器,是device 和device_driver 的管理機構,它包含了乙個device 集合(kset)和乙個device_driver 集合(kset),分別表示掛在這個匯流排下的所有裝置和所有裝置驅動程式。

3.2 device_driver 掛在某個bus_type 下面,包含了乙個device 集合(kset),表示這個驅動程式操作(或控制)的所有裝置。device_driver 還包含乙個bus_type 指標,表示驅動程式所在的匯流排。

3.3 device 掛在某個bus_type 下面,包含了乙個device_driver 指標,表示這個裝置對應的裝置驅動程式。device 還包含乙個bus_type 指標,表示裝置所在的匯流排。需要說明的是,乙個實際的匯流排在裝置驅動模型中是用兩個結構表示的:bus_type 和device。bus_type 代表匯流排型別,出現在/sys/bus/目錄下;device 代表匯流排裝置,出現在/sys/devices/

目錄下,這表明實際的匯流排本質上是一種裝置。

4在匯流排中新增和刪除裝置的過程:

(1) 裝置新增

device_register(dev)->device_add(dev)-> kobject_uevent(kobj_add)

device_add(dev)->bus_attach_device(dev)->device_attach(dev)

->__device_attach(drv,dev)->bus_type():match(dev,drv)

then ->driver_probe_device()->really_probe()

->bus_type:probe()或device_driver:probe()

(2) 裝置刪除

device_unregister(dev)->device_del(dev)->bus_remove_device(dev)

->device_release_driver(dev)

->__ device_release_driver(dev)

->bus_type:remove()或device_driver:remove()

device_del(dev)->kobject_uevent(kobj_remove)

(3) 當在匯流排上新增(或刪除)裝置時,會依次遍歷匯流排上的所有驅動程式,呼叫匯流排定義的

match()方法檢查要加入(或刪除)的裝置是否和驅動程式「匹配」,如果匹配成功,則對裝置

呼叫匯流排或驅動程式中定義的probe(或remove)方法。新增裝置時產生kobj_add uevent,

刪除裝置時產生kobj_remove uevent

5 總結一下在匯流排中新增和刪除驅動程式的過程:

(1) 驅動程式新增

driver_register(drv)-> bus_add_driver (drv)-> driver_attach(drv)

->__driver_attach(dev,drv)

->bus_type():match(dev,drv) then

->driver_probe_device()->really_probe()

->bus_type:probe() 或device_driver:probe()

driver_register(drv)-> kobject_uevent(kobj_add)

(2) 驅動程式刪除

driver_unregister(dev)->bus_remove_driver(drv)-> driver_detach(drv)

->__ device_release_driver(dev) [dev-drv 管理的所有裝置]

->bus_type:remove() 或device_driver:remove()

(3) 當在匯流排上新增(或刪除)驅動程式時,會依次遍歷匯流排上的所有裝置,呼叫匯流排定義的

match()方法檢查要加入(或刪除)的驅動程式是否和裝置「匹配」,如果匹配成功,則對裝置

呼叫匯流排或驅動程式中定義的probe(或remove)方法。新增驅動程式時產生kobj_add

uevent,刪除驅動程式時產生kobj_remove uevent。[注:kobj_remove uevent 在

kobject_put(&drv->p->kobj)中產生]

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