linux设备驱动归纳总结（八）：2.match.probe.remove

linux 设备驱动归纳总结（八）： 2. 总线、设备和驱动的关系

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上一节介绍了总线、设备和驱动函数的注冊，这节着重介绍它们三者的关系，和上一节一样，我模拟一条usb总线，一个usb鼠标设备和一个usb鼠标驱动函数，当然，仅仅是名字是usb。里面并没有实质的操作。仅仅是通过这样来介绍一下三者之间的关系。。

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一、总线、设备和驱动函数在/sys/中的框架

首先要写三个函数，bus.c、device.c和driver.c。这几个函数事实上就是上一节函数的精简版，去掉属性文件的创建，只保留创建和注销操作。

第一个函数是bus.c，载入模块会创建了一条名叫usb的总线，总线文件夹放在/sys/bus/文件夹下：

/*8th_devModule_2/1st/bus.c*/

6 struct bus_type usb_bus = {

7 .name = "usb",         //注冊成功后将在/sys/bus文件夹下看到文件夹usb

8 };

9

10 static int __init usb_bus_init(void)

11 {

12 int ret;

13 /*总线注冊。必须检測返回值*/

14 ret = bus_register(&usb_bus);

15 if(ret){

16 printk("bus register failed!\n");

17 return ret;

18 }

19

20 printk("usb bus init\n");

21 return 0;

22 }

23

24 static void __exit usb_bus_exit(void)

25 {

26 bus_unregister(&usb_bus);

27 printk("usb bus bye!\n");

28 }

第二个函数是device.c。载入模块会创建文件夹/sys/device/usb_device来管理这个usb设备。

因为该设备指定了所属的总线是usb_bus，全部会在/sys/bus/usb/device文件夹下创建一了指向usb_device的软连接。

同一时候，在卸载模块时，usb_deivce被删除。内核自己主动调用release函数。现实其中release函数应该做一些卸载设备的相关操作，可是我的usb设备是我虚拟出来的，所以release函数仅仅是打印了一句话。

/*8th_devModule_2/1st/device.c*/

5 extern struct bus_type usb_bus;

6

7 void usb_dev_release(struct device *dev) //卸载函数没有干详细的事情

8 {

9 printk("<kernel> release\n");

10 }

11

12 struct device usb_device = {

13 .bus_id = "usb_device",

14 .bus = &usb_bus,                   //指定该设备的总线,在/sys/bus/usb

15 .release = usb_dev_release, //必需要都有release函数，不然卸载时会出错

16 };

17

18 static int __init usb_device_init(void)

19 {

20 int ret;

21 /*设备注冊，注冊成功后在/sys/device文件夹下创建文件夹usb_device并在指定总线

22 * usb_bus的文件夹/sys/bus/usb/device创建/sys/device/usb_device的软连接*/

23 ret = device_register(&usb_device);

24 if(ret){

25 printk("device register failed!\n");

26 return ret;

27 }

28

29 printk("usb device init\n");

30 return 0;

31 }

32

33 static void __exit usb_device_exit(void)

34 {

35 device_unregister(&usb_device);

36 printk("usb device bye!\n");

37 }

第三个函数是driver.c，载入模块后会在指定的总线文件夹的driver文件夹，即/sys/bus/usb/driver文件夹下创建一个名叫usb_driver的文件夹来管理这个驱动函数。

/*8th_devModule_2/1st/driver.c*/

6 extern struct bus_type usb_bus;

7

8 struct device_driver usb_driver = {

9 .name = "usb_driver", //在/sys/中的驱动文件夹名字

10 .bus = &usb_bus,      //必须指定驱动函数所属总线，不然不能注冊。

11 };

12

13 static int __init usb_driver_init(void)

14 {

15 int ret;

16 /*驱动注冊，注冊成功后在/sys/bus/usb/driver文件夹下创建文件夹usb_driver*/

17 ret = driver_register(&usb_driver);

18 if(ret){

19 printk("driver register failed!\n");

20 return ret;

21 }

22 printk("usb driver init\n");

23 return 0;

24 }

25

26 static void __exit usb_driver_exit(void)

27 {

28 driver_unregister(&usb_driver);

29 printk("usb driver bye!\n");

30 }

接下来看看效果。由于设备和驱动的都指定了所属总线。所以必须先载入总线的模块。

相同的，在卸载总线的模块前，必须先把设备和驱动的模块先卸载。

[root: 1st]# insmod bus.ko //先载入bus.ko

usb bus init

[root: 1st]# ls /sys/bus/ //sys/bus文件夹下多了一个usb文件夹

platform scsi usb

[root: 1st]# insmod device.ko //再载入device.ko

usb device init

[root: 1st]# ls /sys/devices/ //sys/device文件夹下多了一个usb_device文件夹

platform system usb_device virtual

[root: 1st]# ls -l /sys/bus/usb/devices/ //同一时候将该文件夹软连接到指定的总线文件夹下

lrwxrwxrwx 1 root root 0 Oct 27 13:28 usb_device -> ../../../devices/usb_device

[root: 1st]# insmod driver.ko //载入driver.ko

usb driver init

[root: 1st]# ls /sys/bus/usb/drivers //在指定总线的driver文件夹下多了一个usb_driver文件夹

usb_driver // 但它和设备的文件夹不一样，它并非软连接。

[root: 1st]# lsmod //查看一下当前载入的模块

driver 1256 0 - Live 0xbf00c000

device 1560 0 - Live 0xbf006000

bus 1336 2 driver,device, Live 0xbf000000 //模块的引用计数，bus模块被device和driver引用

[root: 1st]# rmmod bus //假设你要卸载bus模块，它会提示出错。要先卸载driver和device

rmmod: remove ‘bus‘: Resource temporarily unavailable

[root: 1st]# rmmod driver

usb driver bye!

[root: 1st]# rmmod device //卸载device时，内核自己主动调用device结构体中指定的release函数

<kernel> release

usb device bye!

[root: 1st]# lsmod //bus的引用计数为0，能够卸载bus了

bus 1336 0 - Live 0xbf012000

[root: 1st]# rmmod bus

usb bus bye!

最后来个图：

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二、配对函数(match)、探測函数(probe)和卸载函数(remove)

如今讲一下三个函数：

第一个是配对函数(match)，它是总线结构体bus_type的当中一个成员：

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

当总线上加入了新设备或者新驱动函数的时候，内核会调用一次或者多次这个函数。

举例，假设我如今加入了一个新的驱动函数，内核就会调用所属总线的match函数，配对总线上全部的设备，假设驱动可以处理当中一个设备，函数返回0。告诉内核配对成功。

一般的，match函数是推断设备的结构体成员device->bus_id和驱动函数的结构体成员device_driver->name是否一致。假设一致，那就表明配对成功。

所以。bus.c改动例如以下。贴上改动的代码：

/*8th_devModule_2/2nd/bus.c*/

6 int usb_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)

7 {

8 if(!strcmp(dev->bus_id, drv->name)){

9 printk("match success\n"); //为了配对成功，设备的bus_id和驱动的name我都更改为

10 return 1;                             //usb_mouse。具体的能够查看device.c和driver.c

11 }else{

12 printk("match failed\n");

13 return 0;

14 }

15 }

16

17 struct bus_type usb_bus = {

18 .name = "usb",                    //注冊成功后将在/sys/bus文件夹下看到文件夹usb

19 .match = usb_bus_match,

20 };

第二个是探測函数(probe)，它是驱动函数结构体中的一个成员：

129 int (*probe) (struct device *dev);

当配对(match)成功后，内核就会调用指定驱动中的probe函数来查询设备是否能被该驱动操作，假设能够，驱动就会对该设备进行对应的操作。如初始化。所以说，真正的驱动函数入口是在probe函数中。

所以，driver.c改动例如以下：

/*8th_devModule_2/2nd/driver.c*/

8 void init_mouse(void)

9 {

10 printk("init usb mouse\n");

11 }

12

13 int usb_driver_probe(struct device *dev)

14 {//查询特定设备是否存在，以及是否可以才操作该设备。然后再进行设备操作。

15 //check_mouse(); //自己如果一下检查设备

16 init_mouse(); //usb鼠标驱动的真正入口

17 return 0;

18 }

。。

。

。。

26 struct device_driver usb_driver = {

27 .name = "usb_mouse", //在/sys/中的驱动文件夹名字，为了配对成功，改动为usb_mouse

28 .bus = &usb_bus, //必须指定驱动函数所属总线，不然不能注冊。

29 .probe = usb_driver_probe,

30 。

。

。。

。

31 };

第三个是卸载函数(remove)，它是驱动函数结构体中的一个成员：

130 int (*remove) (struct device *dev);

当该驱动函数或者驱动函数正在操作的设备被移除时。内核会调用驱动函数中的remove函数调用，进行一些设备卸载对应的操作。

所以，driver.c改动例如以下：

/*8th_devModule_2/2nd/driver.c*/

20 int usb_driver_remove(struct device *dev)

21 {

22 printk("remove mouse driver\n");

23 return 0;

24 }

25

26 struct device_driver usb_driver = {

27 .name = "usb_mouse", //在/sys/中的驱动文件夹名字

28 .bus = &usb_bus, //必须指定驱动函数所属总线，不然不能注冊。

29 .probe = usb_driver_probe,

30 .remove = usb_driver_remove,

31 };

接下来就要验证一下了。当然，我的函数里面并没有真正的硬件操作，不过打印出一句话：

[root: 2nd]# insmod bus.ko //必须先载入总线模块

usb bus init

[root: 2nd]# insmod device.ko

usb device init

[root: 2nd]# insmod driver.ko

match success //当载入了设备和驱动的模块后，内核调用总线的配对函数

match success //而且配对成功。

init usb mouse //配对成功后内核调用探測函数probe

usb driver init

[root: 2nd]# rmmod device

remove mouse driver //当设备卸载时。内核调用驱动函数中的remove

<kernel> release //同一时候也会调用设备中的release函数调用

usb device bye!

[root: 2nd]# rmmod driver

usb driver bye!

又到了举例时间。程序猿最喜欢就是男女关系，那就以男女关系举例：

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三、多个设备和驱动之间的配对

上面讲的内容都是一对一的配对，可是假设系统中有多个配对成功，内核会怎样处理呢？

1、多个设备相应一个驱动：

以下要讲的情况是，假设多个设备与内核中的一个驱动函数配对成功时，内核会进行怎么样的操作，先看实例。

为了可以让多个设备配对成功，我将bus.c的配对条件改动了一下：

/*8th_devModule_2/3th/bus.c */

6 int usb_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)

7 { //只配对名字的前9个字母是否同样

8 if(!strncmp(dev->bus_id, drv->name, 9)){

9 printk("match success\n");

10 return 1;

11 }else{

12 printk("match failed\n");

13 return 0;

14 }

15 }

同一时候在device.c的基础上拷贝了device1.c和device2.c，三个程序都几乎相同，能够自己看看。

接下来直接看效果：

[root: /]# cd /review_driver/8th_devModule/8th_devModule_2/3th

[root: 3th]# insmod bus.ko //先载入总线

usb bus init

[root: 3th]# insmod driver.ko //再载入驱动

usb driver init

[root: 3th]# insmod device.ko //当载入device.ko时。配对成功

match success

init usb mouse //内核调用驱动中的probe

usb device init

[root: 3th]# insmod device1.ko //再载入device1.ko，也配对成功

match success

init usb mouse //内核有调用驱动中的probe

usb device1 init

[root: 3th]# insmod device2.ko //载入device2.ko，配对不成功

match failed

usb device2 init

上面的验证表明，一个驱动能够相应多个设备。在联想起我举得男人女人——一个男人能够配对多个女人，哈哈。

2、一个设备相应多个驱动

这个样例中我将driver.c拷贝多了一个driver1.c，两个程序基本同样。都能配对成功，但看看效果：

[root: 3th]# insmod bus.ko //先载入总线

usb bus init

[root: 3th]# insmod device.ko //再载入设备

usb device init

[root: 3th]# insmod driver.ko //载入driver.ko

match success //配对成功

match success

init usb mouse //而且调用了probe

usb driver init

[root: 3th]# insmod driver1.ko //再载入driver1.ko

match success //由于名字的前9个字母一样。所以也会配对成功

usb driver1 init //但不会调用probe，由于已经有一个驱动跟该设备配对了。

上面的验证表明，一个设备仅仅能相应一个驱动。

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四、总结

这节内容主要介绍了总线和驱动中的几个方法和总线、设备和驱动函数三者之间的关系。

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源码： 8th_devModule_2.rar  

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写到如今，都几乎相同踏入新年了。不知道还有没有人在看博客，预祝一下新年快乐。总结还没写完，年前任务没完毕。过春节期间继续复习。

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