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>
1 struct bus_type{
2 const char *name; /*总线名称*/
3 int (*match) (struct device *dev, struct
4 device_driver *drv); /*驱动与设备的匹配函数*/
5 …
6 }
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：
1 #include <linux/init.h>
2 #include <linux/module.h>
3 #include <linux/kernel.h>
4 #include <linux/device.h>
5 MODULE_LICENSE("GPL");
6 int my_match(struct device *dev,struct device_driver *drv)
7 {
8 return 0;
9 }
10
11 struct bus_type my_bus_type = {
12 .name = "my_bus",
13 .match = my_match,
14 };
15
16 EXPORT_SYMBOL(my_bus_type);//变量输出
17
18 int my_bus_init(void)
19 {
20 int ret;
21 ret = bus_register(&my_bus_type);
22 return ret;
23 }
24
25 void my_bus_exit(void)
26 {
27 bus_unregister(&my_bus_type);
28 }
29
30 module_init(my_bus_init);
31 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。
1 struct device_driver{
2 {
3 const char *name; /*驱动名称*/
4 struct bus_type *bus; /*驱动程序所在的总线*/
5 int (*probe) (struct device *dev);
6 …
7 }
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。
1 struct device{
2 {
3 const char*init_name; /*设备的名字*/
4 struct bus_type *bus; /*设备所在的总线*/
5 …
6 }
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：
1 #include <linux/device.h>
2 #include <linux/module.h>
3 #include <linux/kernel.h>
4 #include <linux/init.h>
5
6 MODULE_LICENSE("GPL");
7
8 extern struct bus_type my_bus_type;
9
10 struct device my_dev=
11 {
12 .init_name = "my_dev",
13 .bus = &my_bus_type,
14 };
15
16 int my_device_init(void)
17 {
18 int ret;
19 ret = device_register(&my_dev);
20 return 0;
21 }
22
23 void my_device_exit(void)
24 {
25 device_unregister(&my_dev);
26 }
27
28 module_init(my_device_init);
29 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：
1 int my_match(struct device *dev,struct device_driver *drv)
2 {
3 return !strncmp(dev->init_name,drv->name,strlen(drv->name)); //名字匹配
4
5 }
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：
1 int my_match(struct device *dev,struct device_driver *drv)
2 {
3 // return !strncmp(dev->init_name,drv->name,strlen(drv->name)); //名字匹配
4 return !strncmp(dev->kobj.name,drv->name,strlen(drv->name));
5 }
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