我的環(huán)境：
主機(jī)開發(fā)環(huán)境：Fedora14
開發(fā)板： TQ2440
編譯器： arm-linux-gcc-4.3.2
總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型其實(shí)現(xiàn)主要是基于Kobject和sysfs等機(jī)制，對于驅(qū)動(dòng)模型程序開發(fā)主要是理解三個(gè)元素：總線、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)的關(guān)系。三者之間因?yàn)橐欢ǖ穆?lián)系性實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的控制。
首先是總線，總線是三者聯(lián)系起來的基礎(chǔ)，通過一種總線類型，將設(shè)備和驅(qū)動(dòng)聯(lián)系起來�？偩€類型中的match函數(shù)用來匹配設(shè)備和驅(qū)動(dòng)。當(dāng)匹配操作晚餐之后就會(huì)控制驅(qū)動(dòng)程序中的probe函數(shù)。
總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型的設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)元素的注冊，將三個(gè)元素加載到內(nèi)核中，然后通過內(nèi)核的內(nèi)部機(jī)制將三者聯(lián)系起來。
首先，總線類型的注冊，包括屬性文件的添加，總線也是一種設(shè)備，也需要將總線設(shè)備注冊。
其次，完成設(shè)備的注冊和添加以及對設(shè)備添加設(shè)備屬性文件，同時(shí)填充最基本的函數(shù)操作。
最后，完成驅(qū)動(dòng)的注冊和天極以及對設(shè)備驅(qū)動(dòng)添加屬性文件，同時(shí)填充最基本的函數(shù)操作。
1、總線
總線類型是通過結(jié)構(gòu)體bus_type表示的。其源碼如下所示：
struct bus_type {
/*總線名*/
const char *name;
/*總線、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)屬性*/
struct bus_attribute *bus_attrs;
struct device_attribute *dev_attrs;
struct driver_attribute *drv_attrs;
/*總線支持的函數(shù)操作*/
/*匹配函數(shù)，主要用來識別相應(yīng)的設(shè)備和驅(qū)動(dòng)，是兩者直接形成關(guān)聯(lián)
用來判斷指定的驅(qū)動(dòng)程序能否處理指定的設(shè)備
*/
int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
/*在進(jìn)行熱插拔事件之前，為設(shè)備配置環(huán)境變量操作函數(shù)*/
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;
};
其中的int (*match)(struct device * dev, struct device_driver * drv)是必須實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，因?yàn)檫@個(gè)函數(shù)主要是實(shí)現(xiàn)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)之間的匹配管理。其中匹配的具體邏輯關(guān)系需要驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)著設(shè)定。
int (*uevent)(struct device *dev, char **envp, int num_envp,char *buffer, int buffer_size)則在熱插拔事件之前，允許總線為設(shè)備添加環(huán)境變量。
通常創(chuàng)建一種總線類型的過程中只要完成總線類型結(jié)構(gòu)體的填充，然后完成相應(yīng)的注冊、屬性文件創(chuàng)建即可實(shí)現(xiàn)總線類型的添加。并不需要對bus_type類型中的所有變量進(jìn)行賦值，只要將其中的name,bus_attribute,match實(shí)現(xiàn)即可。
最后不要忘了總線也是設(shè)備，需要將總線設(shè)備添加到內(nèi)核中（注冊函數(shù)）。
關(guān)于總線類型的屬性設(shè)置，實(shí)質(zhì)上就是完成一個(gè)結(jié)構(gòu)體的操作。
如下源碼所示：
struct bus_attribute {
/*屬性結(jié)構(gòu)體*/
struct attribute attr;
/*屬性讀操作函數(shù)，即顯示函數(shù)*/
ssize_t (*show)(struct bus_type *bus, char *buf);
/*屬性寫操作函數(shù)，也就是存儲到結(jié)構(gòu)體中*/
ssize_t (*store)(struct bus_type *bus, const char *buf, size_t count);
};
/*可以通過宏命令定義一個(gè)總線結(jié)構(gòu)體，但是需要自己實(shí)現(xiàn)屬性讀寫操作函數(shù)，如果沒有，可設(shè)置為NULL*/
/*總線屬性定義宏*/
#define BUS_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
struct bus_attribute bus_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
/*__ATTR的宏實(shí)現(xiàn)如下所示：*/
#define __ATTR(_name,_mode,_show,_store) { \
.attr = {.name = __stringify(_name), .mode = _mode }, \
.show = _show, \
.store = _store, \
}
由于通常情況下需要查找總線的版本信息，可以將版本信息添加到屬性的讀屬性操作函數(shù)中，這樣就能顯示具體的版本信息。
在宏定義中##是指鏈接符的作用，相當(dāng)于將兩個(gè)部分鏈接起來，比如bus_attr_##name = bus_attr_name。這是在宏定義中比較常用的定義方式之一。
總線類型的注冊和總線類型屬性文件創(chuàng)建，以及總線設(shè)備的注冊主要是依據(jù)下面幾個(gè)函數(shù)來實(shí)現(xiàn)：
/*總線類型注冊函數(shù)，由于可能會(huì)出錯(cuò)，因此必須對返回值進(jìn)行檢查*/
int __must_check bus_register(struct bus_type *bus);
/*總線類型釋放函數(shù)*/
void bus_unregister(struct bus_type *bus);
/*總線文件屬性創(chuàng)建函數(shù)，將相關(guān)的文件屬性添加給總線類型，同時(shí)也必須檢查返回值是否正確*/
int __must_check bus_create_file(struct bus_type *,struct bus_attribute *);
/*總線類型文件屬性刪除函數(shù)，將兩者之間的關(guān)聯(lián)性切斷*/
void bus_remove_file(struct bus_type *, struct bus_attribute *);
最后需要將總線設(shè)備添加到系統(tǒng)中，主要采用設(shè)備注冊函數(shù);
設(shè)備注冊函數(shù)：
int __must_check device_register(struct device *dev);
設(shè)備釋放函數(shù)：
void device_unregister(struct device *dev);
2、設(shè)備
設(shè)備的實(shí)現(xiàn)主要是依靠struct device函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，設(shè)備的實(shí)現(xiàn)主要是對結(jié)構(gòu)體的填充。實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的函數(shù)即可。
struct device {
/*父設(shè)備，通常就是總線設(shè)備，這也是為什么需要將總線作為設(shè)備添加的原因*/
struct device *parent;
struct device_private *p;
struct kobject kobj;
/*init_name是新添加的，替代了原來的bus_id,但是init_name不能直接被讀寫操作*/
const char *init_name; /* initial name of the device */
struct device_type *type;
struct semaphore sem; /* semaphore to synchronize calls to
* its driver.
*/
/*總線類型，主要是關(guān)聯(lián)總線類型，這是前面添加的總線類型，通過相同的總線類型關(guān)聯(lián)設(shè)備和驅(qū)動(dòng)*/
struct bus_type *bus; /* type of bus device is on */
struct device_driver *driver; /* which driver has allocated this device */
void *driver_data; /* data private to the driver */
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;
dev_t devt; /* dev_t, creates the sysfs "dev" */
spinlock_t devres_lock;
struct list_head devres_head;
struct klist_node knode_class;
struct class *class;
struct attribute_group **groups; /* optional groups */
/*必須實(shí)現(xiàn)的release函數(shù)*/
void (*release)(struct device *dev);
};
/*由于init_name 不能直接讀寫，只能通過*dev_name來讀寫設(shè)備名*/
static inline const char *dev_name(const struct device *dev)
{
return kobject_name(&dev->kobj);
}
/*實(shí)現(xiàn)對設(shè)備名的設(shè)置*/
int dev_set_name(struct device *dev, const char *name, ...)
__attribute__((format(printf, 2, 3)));
/*設(shè)備文件屬性結(jié)構(gòu)體，必須注意的改變點(diǎn)*/
struct device_attribute {
/*屬性值*/
struct attribute attr;
/*設(shè)備屬性讀函數(shù)，必須注意是三個(gè)參數(shù)，不再是兩個(gè)參數(shù)*/
ssize_t (*show)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,char *buf);
/*設(shè)備屬性寫操作，必須注意是四個(gè)參數(shù)，不是三個(gè)參數(shù)*/
ssize_t (*store)(struct device *dev, struct device_attribute *attr,const char *buf, size_t count);
};
/*設(shè)備屬性宏定義，主要用來實(shí)現(xiàn)設(shè)備文件屬性*/
#define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)
/*創(chuàng)建設(shè)備文件屬性函數(shù)，必須檢查返回值*/
int __must_check device_create_file(struct device *device,struct device_attribute *entry);
/*刪除設(shè)備文件屬性函數(shù)*/
void device_remove_file(struct device *dev,struct device_attribute *attr);
/*設(shè)備注冊函數(shù)，必須檢查返回值*/
int __must_check device_register(struct device *dev);
/*設(shè)備釋放函數(shù)*/
void device_unregister(struct device *dev);
需要注意的是linux-2.6.30內(nèi)核以前，沒有init_name元素，而是元素bus_id，這個(gè)主要是實(shí)現(xiàn)設(shè)備名的填充，但是linux-2.6.30內(nèi)核之后的在struct device中init_name代替了bus_id,但是需要注意的是init_name不能直接被讀寫，當(dāng)需要讀寫設(shè)備名時(shí)只能采用特定的函數(shù)實(shí)現(xiàn):dev_name()，set_dev_name()。當(dāng)直接讀寫init_name會(huì)導(dǎo)致內(nèi)核錯(cuò)誤，出現(xiàn)Unable to handle kernel NULL pointer dereference at virtual address 00000000的錯(cuò)誤。
最后注意device_attribute中的show,store函數(shù)不同于其他類型（總線、驅(qū)動(dòng)）的函數(shù)，device_attribute中的show和store函數(shù)中的參數(shù)數(shù)量多了一個(gè)。
3、驅(qū)動(dòng)
驅(qū)動(dòng)管理一定的設(shè)備，其中的關(guān)系主要是內(nèi)核的內(nèi)部機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，但是實(shí)現(xiàn)的具體邏輯需要在bus_type中的match函數(shù)中具體設(shè)計(jì)。通常是一定的設(shè)備名和驅(qū)動(dòng)名匹配，當(dāng)然也可以有其他的邏輯，具體的只需要設(shè)計(jì)好bus_type中的match函數(shù)。
驅(qū)動(dòng)是由驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)的。具體如下所示：
/*驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體*/
struct device_driver {
/*驅(qū)動(dòng)名，通常用來匹配設(shè)備*/
const char *name;
/*關(guān)聯(lián)的總線類型，總線、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)關(guān)聯(lián)的總線類型*/
struct bus_type *bus;
struct module *owner;
const char *mod_name; /* used for built-in modules */
/*驅(qū)動(dòng)中最應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的操作函數(shù)主要包括probe和remove函數(shù)*/
/*當(dāng)匹配完成以后的，入口函數(shù)*/
int (*probe) (struct device *dev);
/*驅(qū)動(dòng)卸載時(shí)操作的相關(guān)函數(shù)，退出函數(shù)*/
int (*remove) (struct device *dev);
void (*shutdown) (struct device *dev);
int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);
int (*resume) (struct device *dev);
struct attribute_group **groups;
struct dev_pm_ops *pm;
struct driver_private *p;
};
/*驅(qū)動(dòng)注冊函數(shù)，返回值必須檢測*/
int __must_check driver_register(struct device_driver *drv);
/*驅(qū)動(dòng)釋放函數(shù)*/
void driver_unregister(struct device_driver *drv);
/*驅(qū)動(dòng)屬性結(jié)構(gòu)體*/
struct driver_attribute {
/*屬性值*/
struct attribute attr;
/*屬性讀操作函數(shù)*/
ssize_t (*show)(struct device_driver *driver, char *buf);
/*屬性寫操作函數(shù)*/
ssize_t (*store)(struct device_driver *driver, const char *buf,
size_t count);
};
/*驅(qū)動(dòng)屬性定義宏命令*/
#define DRIVER_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
struct driver_attribute driver_attr_##_name = \
__ATTR(_name, _mode, _show, _store)
/*驅(qū)動(dòng)屬性文件創(chuàng)建函數(shù)，返回值必須檢測*/
int __must_check driver_create_file(struct device_driver *driver,struct driver_attribute *attr);
/*驅(qū)動(dòng)屬性文件移除函數(shù)*/
void driver_remove_file(struct device_driver *driver,struct driver_attribute *attr);
驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)體的定義不需要完成所有元素的賦值，只需要完成主要的幾個(gè)變量的賦值即可，其中主要的元素包含name,bus,以及probe和remove函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。
其中的probe函數(shù)是當(dāng)總線中的match完成匹配操作以后，進(jìn)入驅(qū)動(dòng)的入口函數(shù)，因此必須實(shí)現(xiàn)。remove我認(rèn)為就是對應(yīng)的退出函數(shù)，因此也有必要實(shí)現(xiàn)。
驅(qū)動(dòng)的注冊,釋放也有相關(guān)的函數(shù)來操作，主要是driver_register()和driver_unregister()。
總結(jié)：
1、在總線驅(qū)動(dòng)模型中我認(rèn)為最主要的是搞清楚三個(gè)不同的結(jié)構(gòu)體，分別是總線、驅(qū)動(dòng)、設(shè)備。了解三個(gè)元素對應(yīng)的屬性結(jié)構(gòu)體以及相應(yīng)的屬性操作函數(shù)的差異性。
2、不同驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵主要是完成不同結(jié)構(gòu)體的填充過程，但是并不需要對結(jié)構(gòu)體中所有的對象進(jìn)行賦值，只需要完成重要的幾個(gè)元素的值。
3、總線是一種類型，同時(shí)也是一種設(shè)備，在總線的相關(guān)處理中需要首先添加總線類型，然后添加總線設(shè)備，這是需要注意的。由于總線類型關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)和設(shè)備，因此需要導(dǎo)出總線類型變量。由于總線設(shè)備是設(shè)備的父設(shè)備，因此也需要將總線設(shè)備變量導(dǎo)出。同樣在驅(qū)動(dòng)和設(shè)備中也要導(dǎo)出相關(guān)的結(jié)構(gòu)體變量，便于總線中的match函數(shù)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和設(shè)備的匹配操作。
4、XXX_attr結(jié)構(gòu)體基本相同，都是一個(gè)屬性結(jié)構(gòu)體和函數(shù)show()、stroe()。但是不同的XXX可能會(huì)導(dǎo)致show、stroe函數(shù)的參數(shù)發(fā)生變化。這需要對照源碼。
5、struct device中的init_name是一個(gè)特殊的量，不能直接讀寫操作，只能采用函數(shù)device_name()和set_device_name來設(shè)置設(shè)備名。
6、xxx_register()之類的函數(shù)，需要對返回值進(jìn)行檢查。因?yàn)楹苡锌赡懿怀晒?/p>