盡管LDD3中說對多數(shù)程序員掌握設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型不是必要的，但對于嵌入式Linux的底層程序員而言，對設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型的學(xué)習(xí)非常重要。

Linux設(shè)備模型的目的：為內(nèi)核建立一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)備模型，從而又一個(gè)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一般性抽象描述。換句話說，Linux設(shè)備模型提取了設(shè)備操作的共同屬性，進(jìn)行抽象，并將這部分共同的屬性在內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)，而為需要新添加設(shè)備或驅(qū)動(dòng)提供一般性的統(tǒng)一接口，這使得驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)變得更簡單了，而程序員只需要去學(xué)習(xí)接口就行了。

在正式進(jìn)入設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型的學(xué)習(xí)之前，有必要把documentation/filesystems/sysfs.txt讀一遍（不能偷懶）。sysfs.txt主要描述/sys目錄的創(chuàng)建及其屬性，sys目錄描述了設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型的層次關(guān)系，我們可以簡略看一下/sys目錄，

block：所有塊設(shè)備

devices：系統(tǒng)所有設(shè)備（塊設(shè)備特殊），對應(yīng)struct device的層次結(jié)構(gòu)

bus：系統(tǒng)中所有總線類型（指總線類型而不是總線設(shè)備，總線設(shè)備在devices下），bus的每個(gè)子目錄都包含

--devices：包含到devices目錄中設(shè)備的軟鏈接

--drivers：與bus類型匹配的驅(qū)動(dòng)程序

class：系統(tǒng)中設(shè)備類型（如聲卡、網(wǎng)卡、顯卡等）

fs：一些文件系統(tǒng)，具體可參考filesystems /fuse.txt中例子

dev：包含2個(gè)子目錄

--char：字符設(shè)備鏈接，鏈接到devices目錄，以:命名

--block：塊設(shè)備鏈接

Linux設(shè)備模型學(xué)習(xí)分為：Linux設(shè)備底層模型，描述設(shè)備的底層層次實(shí)現(xiàn)（kobject）；Linux上層容器，包括總線類型（bus_type）、設(shè)備（device）和驅(qū)動(dòng)（device_driver）。

====??Linux設(shè)備底層模型 ====

謹(jǐn)記：像上面看到的一樣，設(shè)備模型是層次的結(jié)構(gòu)，層次的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是通過kobject實(shí)現(xiàn)的。在文件上則體現(xiàn)在sysfs文件系統(tǒng)。

kobject結(jié)構(gòu)

內(nèi)核中存在struct kobject數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)加載到系統(tǒng)中的kobject都唯一對應(yīng)/sys或者子目錄中的一個(gè)文件夾。可以這樣說，許多kobject結(jié)構(gòu)就構(gòu)成設(shè)備模型的層次結(jié)構(gòu)。每個(gè)kobject對應(yīng)一個(gè)或多個(gè)struct attribute描述屬性的結(jié)構(gòu)。

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struct kobject?{

const?char?*name;?/*?對應(yīng)sysfs的目錄名?*/

struct list_head entry;?/*?kobjetct雙向鏈表?*/

struct kobject?*parent;?/*?指向kset中的kobject，相當(dāng)于指向父目錄?*/

struct kset?*kset;?/*指向所屬的kset?*/

struct kobj_type?*ktype;?/*負(fù)責(zé)對kobject結(jié)構(gòu)跟蹤*/

struct sysfs_dirent?*sd;

struct kref kref;?/*kobject引用計(jì)數(shù)*/

unsigned?int?state_initialized:1;

unsigned?int?state_in_sysfs:1;

unsigned?int?state_add_uevent_sent:1;

unsigned?int?state_remove_uevent_sent:1;

unsigned?int?uevent_suppress:1;

};

kobject結(jié)構(gòu)是組成設(shè)備模型的基本結(jié)構(gòu)，最初kobject設(shè)計(jì)只用來跟蹤模塊引用計(jì)數(shù)，現(xiàn)已增加支持，

——?sysfs表述：在sysfs中的每個(gè)對象都有對應(yīng)的kobject

—— 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)：通過鏈接將不同的層次數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

—— 熱插拔事件處理：kobject子系統(tǒng)將產(chǎn)生的熱插拔事件通知用戶空間

kobject一般不單獨(dú)使用，而是嵌入到上層結(jié)構(gòu)（比如struct device，struct device_driver）當(dāng)中使用。kobject的創(chuàng)建者需要直接或間接設(shè)置的成員有：ktype、kset和parent。kset我們后面再說，parent設(shè)置為NULL時(shí)，kobject默認(rèn)創(chuàng)建到/sys頂層目錄下，否則創(chuàng)建到對應(yīng)的kobject目錄中。重點(diǎn)來分析ktype成員的類型，

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#include?

struct kobj_type?{

void?(*release)(struct kobject?*kobj);?/*?釋放?*/

const?struct sysfs_ops?*sysfs_ops;?/*?默認(rèn)屬性實(shí)現(xiàn)?*/

struct attribute?**default_attrs;?/*?默認(rèn)屬性?*/

const?struct kobj_ns_type_operations?*(*child_ns_type)(struct kobject?*kobj);

const?void?*(*namespace)(struct kobject?*kobj);

};

ktype包含了釋放設(shè)備、默認(rèn)屬性以及屬性的實(shí)現(xiàn)方法幾個(gè)重要成員。每個(gè)kobject必須有一個(gè)release方法，并且kobject在該方法被調(diào)用之前必須保持不變（處于穩(wěn)定狀態(tài)）。默認(rèn)屬性的結(jié)構(gòu)如下，

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#include?

struct attribute?{

const?char?*name;?/*?屬性名稱?*/

mode_t mode;?/*?屬性保護(hù)：只讀設(shè)為S_IRUGO，可寫設(shè)為S_IWUSR?*/

}

kobj_type中的default_attrs為二級(jí)結(jié)構(gòu)指針，可以對每個(gè)kobject使用多個(gè)默認(rèn)屬性，最后一個(gè)屬性使用NULL填充。struct sysfs_ops結(jié)構(gòu)則如下，

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struct sysfs_ops?{

ssize_t?(*show)(struct kobject?*,?struct attribute?*,char?*);

ssize_t?(*store)(struct kobject?*,struct attribute?*,const?char?*,?size_t);

};

show方法用于將傳入的指定屬性編碼后放到char *類型的buffer中，store則執(zhí)行相反功能：將buffer中的編碼信息解碼后傳遞給struct attribute類型變量。兩者都是返回實(shí)際的屬性長度。

一個(gè)使用kobject的簡單例子如下，

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#include?

#include?

#include?

#include?

#include?

#include?

MODULE_AUTHOR("xhzuoxin");

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

void my_obj_release(struct kobject?*kobj)

{

printk("release ok.n");

}

ssize_t my_sysfs_show(struct kobject?*kobj,?struct attribute?*attr,?char?*buf)

{

printk("my_sysfs_show.n");

printk("attrname:%s.n",?attr->name);

sprintf(buf,?"%s",?attr->name);

return strlen(attr->name)?+?1;

}

ssize_t my_sysfs_store(struct kobject?*kobj,?struct attribute?*attr,?const?char?*buf,

size_t count)

{

printk("my_sysfs_store.n");

printk("write:%sn",?buf);

return count;

}

struct sysfs_ops my_sysfs_ops?=?{

.show?=?my_sysfs_show,

.store?=?my_sysfs_store,

};

struct attribute my_attrs?=?{

.name?=?"zx_kobj",

.mode?=?S_IRWXUGO,

};

struct attribute?*my_attrs_def[]?=?{

&my_attrs,

NULL,

};

struct kobj_type my_ktype?=?{

.release?=?my_obj_release,

.sysfs_ops?=?&my_sysfs_ops,

.default_attrs?=?my_attrs_def,

};

struct kobject my_kobj?;

int?__init kobj_test_init(void)

{

printk("kobj_test init.n");

kobject_init_and_add(&my_kobj,?&my_ktype,?NULL,?"zx");

return 0;

}

void __exit kobj_test_exit(void)

{

printk("kobj_test exit.n");

kobject_del(&my_kobj);

}

module_init(kobj_test_init);

module_exit(kobj_test_exit);

例子中有兩個(gè)函數(shù)，用于初始化添加和刪除kobject結(jié)構(gòu)，

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int?kobject_init_and_add(struct kobject?*kobj,?struct kobj_type?*ktype,

struct kobject?*parent,?const?char?*fmt,?...);?/*?fmt指定kobject名稱?*/

void kobject_del(struct kobject?*kobj);

加載模塊后，在/sys目錄下增加了一個(gè)叫zx達(dá)到目錄，zx目錄下創(chuàng)建了一個(gè)屬性文件zx_kobj，使用tree /sys/zx查看。

內(nèi)核提供了許多與kobject結(jié)構(gòu)相關(guān)的函數(shù)，如下：

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//?kobject初始化函數(shù)

void kobject_init(struct kobject?*?kobj);

//?設(shè)置指定kobject的名稱

int?kobject_set_name(struct kobject?*kobj,?const?char?*format,?...);

//?將kobj 對象的引用計(jì)數(shù)加，同時(shí)返回該對象的指針

struct kobject?*kobject_get(struct kobject?*kobj);

//?將kobj對象的引用計(jì)數(shù)減，如果引用計(jì)數(shù)降為，則調(diào)用kobject release()釋放該kobject對象

void kobject_put(struct kobject?*?kobj);

//?將kobj對象加入Linux設(shè)備層次。掛接該kobject對象到kset的list鏈中，增加父目錄各級(jí)kobject的引//?用計(jì)數(shù)，在其parent指向的目錄下創(chuàng)建文件節(jié)點(diǎn)，并啟動(dòng)該類型內(nèi)核對象的hotplug函數(shù)

int?kobject_add(struct kobject?*?kobj);

//?kobject注冊函數(shù),調(diào)用kobject init()初始化kobj，再調(diào)用kobject_add()完成該內(nèi)核對象的注冊

int?kobject_register(struct kobject?*?kobj);

//?從Linux設(shè)備層次(hierarchy)中刪除kobj對象

void kobject_del(struct kobject?*?kobj);

//?kobject注銷函數(shù).?與kobject register()相反，它首先調(diào)用kobject del從設(shè)備層次中刪除該對象，再調(diào)//?用kobject put()減少該對象的引用計(jì)數(shù)，如果引用計(jì)數(shù)降為，則釋放kobject對象

void kobject_unregister(struct kobject?*?kobj);

kset結(jié)構(gòu)

我們先看上圖，kobject通過kset組織成層次化的結(jié)構(gòu)，kset將一系列相同類型的kobject使用（雙向）鏈表連接起來，可以這樣 認(rèn)為，kset充當(dāng)鏈表頭作用，kset內(nèi)部內(nèi)嵌了一個(gè)kobject結(jié)構(gòu)。內(nèi)核中用kset數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示為：

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#include?

struct kset?{

struct list_head list;?/*?用于連接kset中所有kobject的鏈表頭?*/

spinlock_t list_lock;?/*?掃描kobject組成的鏈表時(shí)使用的鎖?*/

struct kobject kobj;?/*?嵌入的kobject?*/

const?struct kset_uevent_ops?*uevent_ops;?/*?kset的uevent操作?*/

};

與kobject?相似，kset_init()完成指定kset的初始化，kset_get()和kset_put()分別增加和減少kset對象的引用計(jì)數(shù)。Kset_add()和kset_del()函數(shù)分別實(shí)現(xiàn)將指定keset對象加入設(shè)備層次和從其中刪除；kset_register()函數(shù)完成kset的注冊而kset_unregister()函數(shù)則完成kset的注銷。

==== 設(shè)備模型上層容器 ====

這里要描述的上層容器包括總線類型（bus_type）、設(shè)備（device）和驅(qū)動(dòng)（device_driver），這3個(gè)模型環(huán)環(huán)相扣，參考圖9-2。為何稱為容器？因?yàn)閎us_type/device/device_driver結(jié)構(gòu)都內(nèi)嵌了Linux設(shè)備的底層模型（kobject結(jié)構(gòu)）。為什么稱為上層而不是頂層？因?yàn)閷?shí)際的驅(qū)動(dòng)設(shè)備結(jié)構(gòu)往往內(nèi)嵌bus_type/device/device_driver這些結(jié)構(gòu)，比如pci，usb等。

總線類型、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)3者之間關(guān)系：

在繼續(xù)之前，自我感覺需要區(qū)分2個(gè)概念：總線設(shè)備與總線類型。總線設(shè)備本質(zhì)上是一種設(shè)備，也需要像設(shè)備一樣進(jìn)行初始化，但位于設(shè)備的最頂層，總線類型是一種在設(shè)備和驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中都包含的的抽象的描述（如圖9-2），總線類型在/sys/bus目錄下對應(yīng)實(shí)體，總線設(shè)備在/devices目錄下對應(yīng)實(shí)體。

總線類型bus_type

內(nèi)核對總線類型的描述如下：

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struct bus_type?{

const?char?*name;?/*?總線類型名?*/

struct bus_attribute?*bus_attrs;?/*?總線的屬性?*/

struct device_attribute?*dev_attrs;?/*?設(shè)備屬性,為每個(gè)加入總線的設(shè)備建立屬性鏈表?*/

struct driver_attribute?*drv_attrs;?/*?驅(qū)動(dòng)屬性,為每個(gè)加入總線的驅(qū)動(dòng)建立屬性鏈表?*/

/*?驅(qū)動(dòng)與設(shè)備匹配函數(shù):當(dāng)一個(gè)新設(shè)備或者驅(qū)動(dòng)被添加到這個(gè)總線時(shí)，這個(gè)方法會(huì)被調(diào)用一次或多次，若指定的驅(qū)動(dòng)程序能夠處理指定的設(shè)備，則返回非零值。必須在總線層使用這個(gè)函數(shù),?因?yàn)槟抢锎嬖谡_的邏輯，核心內(nèi)核不知道如何為每個(gè)總線類型匹配設(shè)備和驅(qū)動(dòng)程序?*/

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

/*在為用戶空間產(chǎn)生熱插拔事件之前，這個(gè)方法允許總線添加環(huán)境變量（參數(shù)和 kset 的uevent方法相同）*/

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

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

int?(*remove)(struct device?*dev);?/*?設(shè)備移除調(diào)用操作?*/

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

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

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

const?struct dev_pm_ops?*pm;

struct subsys_private?*p;?/*?一個(gè)很重要的域，包含了device鏈表和drivers鏈表?*/

};

接著對bus_type中比較關(guān)注的幾個(gè)成員進(jìn)行簡述，

[1] struct bus_attribute結(jié)構(gòu)，device_attribute與driver_attribute將分別在設(shè)備和驅(qū)動(dòng)分析過程中看到，

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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);

};

[2] subsys_private中包含了對加入總線的設(shè)備的鏈表描述和驅(qū)動(dòng)程序的鏈表描述，省略的部分結(jié)構(gòu)如下

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struct subsys_private?{

struct kset subsys;

struct kset?*devices_kset;?/*?使用kset構(gòu)建關(guān)聯(lián)的devices鏈表頭?*/

struct kset?*drivers_kset;?/*?使用kset構(gòu)建關(guān)聯(lián)的drivers鏈表頭?*/

struct klist klist_devices;?/*?通過循環(huán)可訪問devices_kset的鏈表?*/

struct klist klist_drivers;?/*?通過循環(huán)可訪問drivers_kset的鏈表?*/

struct bus_type?*bus;?/*?反指向關(guān)聯(lián)的bus_type結(jié)構(gòu)?*/

......

};

bus_type通過掃描設(shè)備鏈表和驅(qū)動(dòng)鏈表，使用mach方法查找匹配的設(shè)備和驅(qū)動(dòng)，然后將struct device中的*driver設(shè)置為匹配的驅(qū)動(dòng)，將struct device_driver中的device設(shè)置為匹配的設(shè)備，這就完成了將總線、設(shè)備和驅(qū)動(dòng)3者之間的關(guān)聯(lián)。

bus_type只有很少的成員必須提供初始化，大部分由設(shè)備模型核心控制。內(nèi)核提供許多函數(shù)實(shí)現(xiàn)bus_type的注冊注銷等操作，新注冊的總線可以再/sys/bus目錄下看到。

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struct bus_type ldd_bus_type?=?{?/*?bus_type初始化?*/

.name?=?"ldd",

.match?=?ldd_match,?/*?方法實(shí)現(xiàn)參見實(shí)例?*/

.uevent?=?ldd_uevent,?/*?方法實(shí)現(xiàn)參見實(shí)例?*/

};

ret?=?bus_register(&ldd_bus_type);?/*?注冊，成功返回0?*/

if?(ret)

return ret;

void bus_unregister(struct bus_type?*bus);?/*?注銷?*/

設(shè)備device

設(shè)備通過device結(jié)構(gòu)描述，

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struct device?{

struct device?*parent;?/*?父設(shè)備，總線設(shè)備指定為NULL?*/

struct device_private?*p;?/*?包含設(shè)備鏈表，driver_data（驅(qū)動(dòng)程序要使用數(shù)據(jù)）等信息?*/

struct kobject kobj;

const?char?*init_name;?/*?初始默認(rèn)的設(shè)備名,但@device_add調(diào)用之后又重新設(shè)為NULL?*/

struct device_type?*type;

struct mutex mutex;?/*?mutex?to?synchronize calls?to?its driver?*/

struct bus_type?*bus;?/*?type of bus device?is?on?*/

struct device_driver?*driver;?/*?which driver has allocated this device?*/

void?*platform_data;?/*?Platform specific data,?device core doesn't touch it?*/

struct dev_pm_info power;

#ifdef CONFIG_NUMA

int?numa_node;?/*?NUMA node this device?is?close?to?*/

#endif

u64?*dma_mask;?/*?dma mask?(if?dma'able device)?*/

u64 coherent_dma_mask;/*?Like dma_mask,?but?for

alloc_coherent mappings as

not?all hardware supports

64 bit addresses?for?consistent

allocations such descriptors.?*/

struct device_dma_parameters?*dma_parms;

struct list_head dma_pools;?/*?dma pools?(if?dma'ble)?*/

struct dma_coherent_mem?*dma_mem;?/*?internal?for?coherent mem override?*/

/*?arch specific additions?*/

struct dev_archdata archdata;

#ifdef CONFIG_OF

struct device_node?*of_node;

#endif

dev_t devt;?/*?dev_t,?creates the sysfs?"dev"?設(shè)備號(hào)?*/

spinlock_t devres_lock;

struct list_head devres_head;

struct klist_node knode_class;

struct?class?*class;

const?struct attribute_group?**groups;?/*?optional groups?*/

void?(*release)(struct device?*dev);

};

設(shè)備在sysfs文件系統(tǒng)中的入口可以有屬性，這通過struct device_attribute單獨(dú)描述，提供device_create_file類型函數(shù)添加屬性。

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/*?interface?for?exporting device attributes?*/

struct device_attribute?{

struct attribute attr;

ssize_t?(*show)(struct device?*dev,?struct device_attribute?*attr,

char?*buf);

ssize_t?(*store)(struct device?*dev,?struct device_attribute?*attr,

const?char?*buf,?size_t count);

};

使用宏DEVICE_ATTR宏可以方便地再編譯時(shí)構(gòu)建設(shè)備屬性，構(gòu)建好屬性之后就必須將屬性添加到設(shè)備。

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/*?最終生成變量dev_attr_##_name描述屬性，

*?比如DEVICE_ATTR(zx,S_IRUGO,show_method,NULL);

*?則create_file中entry傳入實(shí)參為dev_attr_zx?*/

DEVICE_ATTR(_name,_mode,_show,_store);

/*屬性文件的添加與刪除使用以下函數(shù)?*/

int?device_create_file(struct device?*device,?struct device_attribute?*?entry);

void device_remove_file(struct device?*?dev,?struct device_attribute?*?attr);

總線設(shè)備的注冊：總線設(shè)備與一般設(shè)備一樣，需要單獨(dú)注冊，與一般設(shè)備不同，總線設(shè)備的parent與bus域設(shè)為NULL。一般設(shè)備注冊注銷函數(shù)為

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int?device_register(struct device?*dev);?/*?成功返回0，需要檢查返回值?*/

void device_unregister(struct device?*dev);

實(shí)際創(chuàng)建新設(shè)備時(shí)，不是直接使用device結(jié)構(gòu)，而是將device結(jié)構(gòu)嵌入到具體的設(shè)備結(jié)構(gòu)當(dāng)中，比如

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struct ldd_device?{

char?*name;?/*?設(shè)備名稱?*/

struct ldd_driver?*driver;?/*?ldd設(shè)備關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)?*/

struct device dev;?/*?嵌入的device結(jié)構(gòu)?*/

};

/*?同時(shí)提供根據(jù)device結(jié)構(gòu)獲取ldd_device結(jié)構(gòu)的宏定義?*/

#define to_ldd_device(dev)?container_of(dev,?struct ldd_device,?dev);

驅(qū)動(dòng)device_driver

驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)描述，

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struct device_driver?{

const?char?*name;?/*?驅(qū)動(dòng)名稱,在sysfs中以文件夾名出現(xiàn)?*/

struct bus_type?*bus;?/*?驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)的總線類型?*/

struct module?*owner;

const?char?*mod_name;?/*?used?for?built-in?modules?*/

bool suppress_bind_attrs;?/*?disables bind/unbind via sysfs?*/

#if?defined(CONFIG_OF)

const?struct of_device_id?*of_match_table;

#endif

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

const?struct attribute_group?**groups;

const?struct dev_pm_ops?*pm;

struct driver_private?*p;

};

struct driver_private?{?/*?定義device_driver中的私有數(shù)據(jù)類型?*/

struct kobject kobj;?/*?內(nèi)建kobject?*/

struct klist klist_devices;?/*?驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)的設(shè)備鏈表，一個(gè)驅(qū)動(dòng)可以關(guān)聯(lián)多個(gè)設(shè)備?*/

struct klist_node knode_bus;

struct module_kobject?*mkobj;

struct device_driver?*driver;?/*?連接到的驅(qū)動(dòng)鏈表?*/

};

#define to_driver(obj)?container_of(obj,?struct driver_private,?kobj)

與設(shè)備和總線類似，驅(qū)動(dòng)可以有屬性，需要單獨(dú)定義并添加。

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/*?sysfs interface?for?exporting driver attributes?*/

struct driver_attribute?{

struct attribute attr;

ssize_t?(*show)(struct device_driver?*driver,?char?*buf);

ssize_t?(*store)(struct device_driver?*driver,?const?char?*buf,

size_t count);

};

DRIVER_ATTR(_name,_mode,_show,_store);?/*?最終創(chuàng)建變量driver_attr_##_name描述屬性?*/

/*屬性文件創(chuàng)建的方法:*/

int?driver_create_file(struct device_driver?*?drv,?struct driver_attribute?*?attr);

void driver_remove_file(struct device_driver?*?drv,?struct driver_attribute?*?attr);

驅(qū)動(dòng)的注冊與注銷

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/*注冊device_driver 結(jié)構(gòu)的函數(shù)?*/

int?driver_register(struct device_driver?*drv);

void driver_unregister(struct device_driver?*drv);

與設(shè)備結(jié)構(gòu)一樣，在編寫新設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，常常將device_driver結(jié)構(gòu)嵌入到新設(shè)備結(jié)構(gòu)當(dāng)中使用。

====?實(shí)例分析 ====

實(shí)例源代碼主要來自LDD3提供的示例代碼，因?yàn)長DD3的代碼是linux-2.6.10版本，因此需要對源代碼做一些修改。所有源代碼參見：device_model.zip。因?yàn)閮蓚€(gè)模塊關(guān)聯(lián)，我們這使用一個(gè)Makefile文件同時(shí)編譯2個(gè)模塊，如下

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obj-m?:=?lddbus.o sculld.o

lddbus模塊分析

包括2個(gè)文件，lddbus.c（example/lddbus/）與lddbus.h（example/include/）。lddbus.h中使用extern申明了將要使用EXPORT_SYMBOL導(dǎo)出的變量ldd_bus_type，lddbus.c中創(chuàng)建了總線類型ldd_bus_type以及總線設(shè)備ldd_bus。

lddbus.h

-> extern ldd_bus_type

lddbus.c

-> ldd_bus_type (EXPORT_SYMBOL)

-> ldd_bus

由于版本變遷，對源代碼做了修改，（i）熱插拔不再使用hotplug函數(shù)，因此將該操作去掉了；（ii）dev->bus_id[]改成了使用dev_set_name()設(shè)置設(shè)備名稱，使用init_name也可以設(shè)置，但后來發(fā)現(xiàn)init_name會(huì)在調(diào)用device_add之后就被賦值為NULL，這導(dǎo)致一個(gè)重大內(nèi)核錯(cuò)誤（kernel panic），將在后面詳述。

分析源代碼：作者定義了ldd_device與ldd_driver，兩個(gè)變量分別內(nèi)嵌device與device_driver結(jié)構(gòu)，然后分別為ldd_device定義了注冊函數(shù)register_ldd_device和注銷函數(shù)unregister_ldd_device，對ldd_driver也做了類似的工作。還宏定義了to_ldd_driver和to_ldd_device來使用內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)（device/device_driver）訪問更上層的容器ldd_device和ldd_driver。但是不用著急，實(shí)際模塊裝載時(shí)沒有使用ldd_device或者ldd_driver，而是將它們和相關(guān)的注冊注銷等操作使用EXPORT_SYMBOL導(dǎo)出到其它模塊使用（這將在實(shí)例sculld模塊中看到）。

struct ldd_device/register_ldd_device/unregister_ldd_device

-> struct device/ device_register/device_unregister

-> to_ldd_device

struct ldd_driver也類似

LDD3的Makefile中普遍使用了CFLAGS變量，但在新的內(nèi)核版本中，該變量與內(nèi)核Makefile的CFLAGS變量沖突，因此將所有的Makefile的CFLAGS變量替換成了EXTRA_CFLAGS。

裝載模塊后，查看/sys/bus目錄下，增加了ldd文件夾，/sys/devices目錄下增加了ldd0文件夾。

sculld模塊分析

sculld模塊是接著lddbus在加載lddbus基礎(chǔ)上進(jìn)行的，sculld使用了lddbus中導(dǎo)出的ldd_device和ldd_driver結(jié)構(gòu)。我們大致分析下總體的設(shè)備和驅(qū)動(dòng)注冊的調(diào)用關(guān)系，

scull_init()

->register_ldd_driver()? //?由lddbus模塊導(dǎo)出

->driver_register()?

->sculld_register_dev()

->register_ldd_dev()? //?由lddbus模塊導(dǎo)出

->device_register()

裝載程序后查看bus/ldd/devices目錄下，bus/ldd/drivers目錄下多了驅(qū)動(dòng)程序，多了4個(gè)設(shè)備，devices/ldd0下也多了4個(gè)設(shè)備。

關(guān)于kernel panic錯(cuò)誤

在修改lddbus與sculld中，裝載sculld模塊時(shí)遇到如下錯(cuò)誤，同時(shí)鍵盤大寫字母指示燈閃爍，操作系統(tǒng)被鎖定，只能強(qiáng)制關(guān)機(jī)。現(xiàn)在記錄分析及解決錯(cuò)誤的過程，

從網(wǎng)上找到資料，kernel panic類型錯(cuò)誤要跟蹤信息，還好，使用的虛擬機(jī)，把出錯(cuò)的狀態(tài)截屏了。kernnel panic錯(cuò)誤分硬件和軟件，一般是由于指針指向了NULL。硬件有EIP指示出錯(cuò)位置，如上圖有一行

EIP:[] strncmp+0x11/0x38

好了，strncmp就是指示出錯(cuò)位置，然后到源代碼中找到使用該函數(shù)地方，出錯(cuò)前為

!strncmp(dev->init_name,?driver->name,?strlen(driver->name));

前面說過，dev->init_name在調(diào)用device_register之后就被設(shè)置為NULL了，好了，就是它了，改成如下（通過kobj訪問設(shè)備名稱）就OK。

!strncmp(dev->kobj.name,?driver->name,?strlen(driver->name));

?