16.总线设备驱动模型学习

　　　　　　　　　　　　总线设备驱动模型学习

　　

一、总线概述

　　随着技术的不断进步，系统的拓扑结构也越来越复杂，对热插拔，跨平台移植性的要求也越来越高，2.4内核已经难以满足这些需求。为适应这种形势的需要，从Linux 2.6内核开始提供了全新的设备模型。

　　总线：创建一条总线，跟按键一样，首先是描述总线结构，接着是注册总线，注销总线。总线设备，例如usb总线，上面会有很多类型的usb的驱动，例如鼠标、键盘.....等，当我们把之一的usb插上的时候，usb总线会把每个驱动遍历一遍，找到相应的驱动程序执行。

1.1总线描述

　　在 Linux 内核中, 总线由 bus_type 结构表示, 定义在 <linux/device.h> 

struct bus_type{
    const char *name; /*总线名称*/
    int (*match) (struct device *dev, struct
    device_driver *drv); /*驱动与设备的匹配函数*/
    …
}

　　int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv)当一个新设备或者新驱动被添加到这个总线时，该函数被调用。用于判断指定的驱动程序是否能处理指定的设备。若可以，则返回非零。

1.2总线注册于注销

总线的注册使用：
　　bus_register(struct bus_type *bus)
　　若成功，新的总线将被添加进系统，并可在/sys/bus 下看到相应的目录。

总线的注销使用：
　　void bus_unregister(struct bus_type *bus)

创建一条总线：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/device.h>
MODULE_LICENSE("GPL");
int my_match(struct device *dev,struct device_driver *drv)
{
    return 0;
}

struct bus_type my_bus_type = {
    .name = "my_bus",
    .match = my_match,
};

EXPORT_SYMBOL(my_bus_type);//变量输出

int my_bus_init(void)
{
    int ret;
    ret = bus_register(&my_bus_type);
    return ret;
}

void my_bus_exit(void)
{
    bus_unregister(&my_bus_type);
}

module_init(my_bus_init);
module_exit(my_bus_exit);

控制台运行：

　　

二、总线驱动

2.1总线设备驱动描述结构

　　在 Linux内核中, 驱动由 device_driver结构表示。

struct device_driver{
{
　　const char *name; /*驱动名称*/
　　struct bus_type *bus; /*驱动程序所在的总线*/
　　int (*probe) (struct device *dev);
　　…
}

　　prode函数，当我们有设备加到总线的时候，当设备与总线的某个借口相匹配的时候，系统就会调用prode函数。对我的设备进行相应的初始化。

2.2驱动的注册于注销

驱动的注册：
　　int driver_register(struct device_driver *drv)
驱动的注销使用：
　　void driver_unregister(struct device_driver *drv)

总线设备驱动程序：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/device.h>

MODULE_LICENSE("GPL");
extern struct bus_type my_bus_type;

int my_probe (struct device *dev)
{
    printk(KERN_EMERG"driver found the device it can handle!\n");
     //如果是实际应用的驱动，这里会做很多的硬件初始化操作
    return 0;
}

struct device_driver my_driver = {
    .name = "my_dev",
    .bus = &my_bus_type,   /*驱动是属于哪一条总线的。这里来自总线驱动程序，所以总线的代码
                                要有EXPORT_SYMBOL符号导出标志*/
    .probe = my_probe,
};

int my_driver_init(void)
{
    int ret;
    ret = driver_register(&my_driver);
    return 0;
}

void my_driver_exit(void)
{
    driver_unregister(&my_driver);
}

module_init(my_driver_init);
module_exit(my_driver_exit);

　　

　　上面的目录/sys/bus/存的是系统总线的各类接口，可以看到了创建的mybus总线，进去，打开驱动drivers的目录，里面有创建的驱动my_dev，驱动挂载成功了。

三、设备

3.1设备描述结构

　　在 Linux内核中, 设备由struct device结构表示。

struct device{
{
　　const char*init_name; /*设备的名字*/
　　struct bus_type *bus; /*设备所在的总线*/
　　…
}

3.2设备注销与注册

设备的注册使用如下函数
　　int device_register(struct device *dev)
设备的注销使用：
　　void device_unregister(struct device *dev)

设备程序如下：

#include <linux/device.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>

MODULE_LICENSE("GPL");

extern struct bus_type my_bus_type;

struct device my_dev=
{
    .init_name = "my_dev",
    .bus = &my_bus_type,
};

int my_device_init(void)
{
    int ret;
    ret = device_register(&my_dev);
    return 0;
}

void my_device_exit(void)
{
    device_unregister(&my_dev);
}

module_init(my_device_init);
module_exit(my_device_exit);

四、编译运行

Makefile文件如下：

obj-m := driver.o bus.o device.o
KDIR :=/home/kernel/kernel/linux-ok6410
all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm
clean:
    rm -f *.ko *.o *.order *.symvers *.mod.c *~

将我们的总线程序修改为：

int my_match(struct device *dev,struct device_driver *drv)
{
     return !strncmp(dev->init_name,drv->name,strlen(drv->name));   //名字匹配

}

运行结果如下：

分析错误提醒：

　　出现了空指针：是在strncmp里出现了空指针，这个空指针是init_name;但是我们在我的device.c里已经.init_name="my_dev",为什么还是空指针呢？接下来看内核代码：

首先是找device_register:

　　

进入上面的device_add函数：

　　

　　上面的代码就是把不为空的init_name,赋值给dev_set_name,然后自身的值变为NULL。所以，我们的程序出现空指针的原因。这个值被赋值到了成员kobj.name:

因此我们将bus程序修改为：

int my_match(struct device *dev,struct device_driver *drv)
{
    // return !strncmp(dev->init_name,drv->name,strlen(drv->name));   //名字匹配
    return !strncmp(dev->kobj.name,drv->name,strlen(drv->name));
}

编译运行：

　　

　　当然也可以先执行设备程序在执行驱动程序，但是总线是必须先创建的