Linux设备驱动模型之上层容器

一、总线(bus)
总线是CPU与外设之间的通道。在设备模型中，所有的设备都通过总线相连。用bus_type结构表示总线( <linux/device.h> )：
struct bus_type {
const char *name;//总线名，显示在/sysfs/bus/目录下，如/sysfs/bus/i2c
初始化总线上的驱动链表，并且不提供通过总线引用和释放该链表上的驱动
klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL);
最后为总线添加属性，如果成功添加，则在/sysfs/bus/xxx/目录下创建相应的属性文件。如果bus->bus_attrs为空（如i2c_bus_type），则不进行任何操作
首先，分配bus_type对应的私有数据结构
struct bus_type_private *priv;
priv = kzalloc(sizeof(struct bus_type_private), GFP_KERNEL);
将私有数据结构和bus_type对应起来
priv->bus = bus;
int (*resume_early)(struct device *dev);
int (*resume)(struct device *dev);
struct dev_pm_ops *pm;//电源管理接口，这里不讨论
struct bus_type_private *p;//总线的私有数据，定义于driver/base/base.h
记得刚工作的时候，当时为了查证一个I2C的问题，硬着头皮跟了一下Linux下i2c总线的驱动代码，两个字：吐血。主要是跟着跟着就跟到了Linux设备驱动模型的核心里去了，这里面数据结构复杂，函数调用的关系跟着跟着就不知道哪对哪了。归根结底，没仔细阅读过Linux设备驱动模型的核心代码，我想只要理解了这部分内容，上层的一些总线驱动比如i2c、spi、platform等等都将会变得简单。于是，狠下心来好好研究一下Linux设备驱动的核心代码。虽然很困难，但是贵在尝试，贵在坚持。
void *data, int (*fn)(struct device_driver *, void *));
该函数和bus_for_each_dev类似，只不过它操作的对象是device_driver而已。总线上的所有设备均挂接在bus->p->klist_drivers链表。
static int __init i2c_init(void)
{
int retval;
retval = bus_register(&i2c_bus_type);
......
}
在调用bus_register(&i2c_bus_type)之后，将会在/sysfs/bus下看到i2c目录，在/sysfs/bus/i2c目录下看到devices和drivers目录。下面简单跟一下bus_register的源码（不考虑操作失败的情况）：
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);
retval = bus_add_attrs(bus);
2、总线的方法
在bus_type结构中定义了许多方法，这些方法允许总线核心作为中间介质，在设备核心与驱动程序之间提供服务。目前，我们主要讨论其中的match方法，如果有需要，以后再添加其他方法的讨论：
int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
priv->drivers_kset = kset_create_and_add("drivers", NULL,&priv->subsys.kobj);
初始化总线上的设备链表，并且把引用和释放该链表上的设备分别交由klist_devices_get和klist_devices_put函数负责
klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put);
......
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 */
struct bus_attribute *bus_attrs;//总线的缺省属性
struct device_attribute *dev_attrs;//总线上设备的缺省属性
struct driver_attribute *drv_attrs;//总线上挂接的驱动的缺省属性
//以下是总线的方法
{
bus_kset = kset_create_and_add("bus", &bus_uevent_ops, NULL);
......
}
不清楚将bus_kset当成/sysfs/bus目录，而priv->subsys当成/sysfs/bus/xxx（如/sysfs/bus/i2c）目录是否更容易理解其中的层次关系？
int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);
int (*probe)(struct device *dev);
priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL,&priv->subsys.kobj);
下面代码段的成功执行将在/sysfs/bus/xxx/目录下增加drivers目录，挂在xxx总线上的所有驱动也应该都会在/sysfs/bus/xxx/drivers目录下出现？（符号链接？）
二、设备(device)
在底层，一个device结构代表一个设备：
struct device {
struct device *parent;
struct device_private *p;
struct kobject kobj;
const char *init_name; /* initial name of the device */
struct bus_type *bus;//指向与之关联的bus_type
};
1、总线的注册
函数bus_register用来向系统注册一个总线：int bus_register(struct bus_type *bus);
以i2c总线为例，看看内核如何注册i2c总线的。首先，要准备名为“i2c”的bus_type结构：
/* drivers\i2c\i2c-core.c */
struct bus_type i2c_bus_type = {
.name = "i2c",
.dev_attrs = i2c_dev_attrs,
/* 以下暂时省略总线的方法 */
};
然后调用bus_register来注册i2c总线：
};
struct bus_type_private {
struct kset subsys;//代表该总线的kset
struct kset *drivers_kset;//挂接在该总线上的驱动的kset，如/sysfs/bus/i2c/drivers
struct kset *devices_kset;//挂载在该总线上的设备的kset，如/sysfs/bus/i2c/devices
当一个总线上的新设备或者新驱动被添加时，会一次或者多次调用这个函数，用来“匹配”总线上的设备和驱动。
3、总线上的一些基本操作
int bus_for_each_dev(struct bus_type *bus, struct device *start,void *data, int (*fn)(struct device *, void *));
该函数迭代了总线上的每个设备，将相关的device结构传递给函数fn，同时传递data值。如果start是NULL，将从总线上的第一个设备开始迭代；否则将从start后的第一个设备开始迭代。总线上的所有设备均挂接在bus->p->klist_devices链表。
int bus_for_each_drv(struct bus_type *bus, struct device_driver *start,
......
retval = kset_register(&priv->subsys);
创建总线的属性文件，这些文件将显示在/sysfs/bus/xxx/目录下，有关热插拔的东东，我就先直接忽略了，以后再看吧
retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);
下面代码段的成功执行将在/sysfs/bus/xxx/目录下增加devices目录，想象一下，挂在xxx总线上的所有设备应该都会在/sysfs/bus/xxx/devices目录下出现？（符号链接？）