delphi子接口是否实现父接口_LINUX设备驱动模型分析之四设备模块相关（DEVICE）接口分析...

本系列前几篇文章链接如下&＃xff1a;

《LINUX设备驱动模型分析之一 总体概念说明》

《LINUX设备驱动模型分析之二 总线(BUS)接口分析》

《LINUX设备驱动模型分析之三 驱动模块相关(DRIVER)接口分析》

本系列文章涉及sysfs文件系统的内容&＃xff0c;如需要了解sysfs的内容&＃xff0c;请参考之前写的sysfs相关的文档。

我们已经完成了总线、驱动模块相关接口的分析&＃xff0c;本章我们主要对设备模块进行分析。在上面几章的分析中&＃xff0c;我们知道注册在总线上的驱动模块对应的kobject是通过bus->p->drivers_kset汇聚至一起&＃xff0c;且drivers_kset对应kobject是该总线上注册驱动模块的父kobject或者祖先kobject。而针对device-kobject而言&＃xff0c;虽然其依附的bus变量定义device_kset变量(kset类型)&＃xff0c;但device_kset->kobject与device->kobject两者之间是通过链接方式&＃xff0c;实现两者kobject之间的绑定操作。如下为device、bus模块间kobject变量的关联&＃xff0c;这两者之间通过sysfs link模式实现kobject的关联。

与之前两章类似&＃xff0c;本章也分别从相关数据结构、device模块初始化、device的注册与注销接口分析这三个部分分析device模块。

device模块相关数据结构体分析

Device相关的结构体包括struct device、struct device_private、struct device_type这三个结构体&＃xff0c;我们接下来分析这三个结构体

struct device_private结构体分析

该结构体为device结构体的私有变量&＃xff0c;该结构体定义如下&＃xff0c;该结构体主要实现与bus、driver、父device、所有子device的关联。

struct device_type结构体分析

该结构体为device类型相关的结构体&＃xff0c;包含类型的名称、类型对应属性组、该类型的uevent接口、release接口、电源管理相关ops等。如iic_client类型设备&＃xff0c;其type为i2c_client_type&＃xff0c;而iic_adapter类型的设备&＃xff0c;其type为i2c_adapter_type&＃xff0c;还有usb_device_type等类型定义。该结构体标识一个设备的类型。

struct device结构体分析

该结构体标识一个设备&＃xff0c;其包括几方面的内容&＃xff1a;

1. 与device的关联(包括与父device、子device的关联&＃xff0c;通过链表关联)
2. 与class的关联(实现device与class的互相关联)
3. 与bus的关联(实现device与bus的互相关联)
4. 与driver的关联(实现device与driver的互相关联&＃xff0c;包括两个结构体变量的关联以及两个结构体中kobject成员变量的关联)
5. 与of模块的关联(主要是存储of的设备节点信息&＃xff0c;用于设备树相关的内容)
6. 存放platform相关的设备信息(主要供platform模块使用)

device-bus-driver结构体间的关联

上面介绍了device项目的结构体&＃xff0c;下面我们介绍这些结构体与bus、driver模块的关联&＃xff0c;以下为device、bus、driver三个模块相关结构体之间的关联图&＃xff0c;我们下面详细说明下这三个模块之间的关联情况。

1. bus与device之间的关联包括两部分&＃xff1a;
2. bus、device通过klist_devices&＃xff0c;实现两个结构体通过内嵌的链表变量实现关联
3. bus、device对应的kobject之间互相建立sysfs的kobject的链接&＃xff0c;实现kobject之间的关联
4. device与driver的关联&＃xff0c;device与driver通过内嵌的klist节点以及klist_devices链表&＃xff0c;实现结构体间的关联。

device间的关联

此处主要用于说明已创建的设备变量是如何关联的。它们之间通过链表进行链接这些设备通过device->p中的klist_children、knode_parent实现父子设备之间的关联操作。它们的关联图如下所示。

device、xxx_device、kobject、sysfs之间的关联

在之前我们介绍driver模块的时候&＃xff0c;我们也说过driver模块一般嵌入到更大的结构体中xxx_driver&＃xff0c;实现具体类型驱动相关结构体的成员。针对device也是一样&＃xff0c;一般也是嵌入到更大的结构体中(此处我们命名为xxx_device&＃xff0c;如spi_device、pci_dev、i2c_client等)。

如下图即为这几个模块间的结构体之间的关联。我们具体以几个方面说明&＃xff1a;

1. 通过全局变量devices_kset&＃xff0c;将所有创建的device变量&＃xff0c;通过其对应的kobject链接至devices_kset中&＃xff1b;
2. device对应的kobject通过sysfs_dirent结构体的关联&＃xff0c;实现为该device在sysfs文件系统下创建对应的目录、子目录、子文件等内容&＃xff0c;同时通过kobj_type实现对该device属性的读写操作(show/store)
3. 通过指针实现xxx_device、device之间的关联。

以上即是device模块内部结构体以及device、driver、bus、kobject、sysfs之间的关联。其实针对device相关的创建以及注册&＃xff0c;也就是建立上述所说模块间的关联(上面没有说明与class模块的关联&＃xff0c;另外此处没有说明sysfs系统中文件是如何访问的&＃xff0c;感兴趣的可参考该文章LINUX SYSFS文件系统分析之四 文件处理及相关系统调用分析)。

device模块初始化

由之前的分析我们知道&＃xff0c;所有注册的设备是汇聚至devices_kset变量的list链表下的&＃xff0c;而devices_kset是一个全局变量&＃xff0c;因此其应该是在设备模块初始化中进行创建。下面我们来分析下device模块的初始化接口&＃xff0c;该接口名称为devices_init&＃xff0c;该接口主要实现如下功能(流程图如下)&＃xff1a;

1. 调用kset_create_and_add创建kset类型的全局变量devices_kset&＃xff0c;并在sysfs文件系统的根目录下创建devices目录&＃xff0c;并设置其kobj_type为kset_ktype&＃xff1b;
2. 调用kobject_create_and_add创建kobject类型的全局变量dev_kobj&＃xff0c;并根据对应的kobject&＃xff0c;在sysfs文件系统的根目录下创建dev目录&＃xff1b;
3. 调用kobject_create_and_add在dev_kobj下创建子kobject类型的全局变量sysfs_dev_block_kobj&＃xff0c;并根据对应的kobject&＃xff0c;在sysfs文件系统的dev/目录下block子目录
4. 调用kobject_create_and_add在dev_kobj下创建子kobject类型的全局变量sysfs_dev_char_kobj&＃xff0c;并根据对应的kobject&＃xff0c;在sysfs文件系统的dev/目录下char子目录

以上内容即为device模块的初始化接口&＃xff0c;其完成创建了devices_kset&＃xff0c;以便链接所有device的kobject&＃xff0c;同时在sysfs文件系统下完成/dev、/dev/block、/dev/char、/devices目录。其中/dev/block、/dev/char目录下主要用于创建链接目录的&＃xff0c;其均是链接至/devices目录下相应device。

执行完devices_init接口后&＃xff0c;dev_kobj、sysfs_dev_block_kobj、sysfs_dev_char_kobj

这三个变量的关联如下所示。

device的注册与注销接口分析

以上我们完成了相关结构体的介绍以及结构体之间的关联介绍&＃xff0c;此处我们介绍device的注册与注销接口。

device注册接口device_register分析

该接口主要通过调用device_initialize、device_add接口实现device的初始化以及device的添加操作&＃xff0c;我们下面分析下这两个接口。这三个函数的调用关系如下&＃xff0c;可以看到设备注册的主要工作由device_add接口实现。

device_add接口分析

device_add接口实现的功能即是上述结构体之间的关联&＃xff0c;具体内容包括&＃xff1a;

1. 创建device的私有变量(即device_private类型的变量&＃xff0c;用于与bus、driver等进行关联)
2. 设置device的名称
3. 调用kobject_add实现在sysfs的devices目录下创建该设备对应kobject对应的目录以及kobj_type的设置等&＃xff1b;
4. 为设备的属性&＃xff0c;在sysfs中创建对应的文件(属性包括该设备私有属性&＃xff0c;该设备所属class定义的通用设备默认属性、该设备所属bus定义的通用设备默认属性)&＃xff1b;
5. 若该设备存在设备号&＃xff0c;则在sysfs文件系统下的/dev目录下创建与该设备的链接&＃xff0c;并调用devtmpfs_create_mknod&＃xff0c;为该设备创建设备文件(若devtmpfs被编译进内核的情况)。若devtmpfs未被编译进内核&＃xff0c;则在该接口调用kobject_uevent&＃xff0c;将该设备对应kobject添加的事件发送给应用层后&＃xff0c;应用层的udev/mdev接收后&＃xff0c;则会根据该设备的设备id属性&＃xff0c;为其创建设备文件(通过mknod系统调用)
6. 若该设备属于某一个class&＃xff0c;则完成class与设备间的kobject的链接操作&＃xff1b;
7. 调用bus_add_device接口&＃xff0c;完成设备与总线间通过内嵌链表成员与链表头的关联&＃xff0c;同时完成设备与总线的kobject互相链接。
8. 调用bus_probe_device&＃xff0c;为该添加的设备&＃xff0c;在已注册的驱动链表中进行匹配与绑定操作&＃xff0c;这一部分的操作与上一篇介绍的driver添加时的绑定类似(不同点为driver添加时&＃xff0c;是遍历所有已注册的设备&＃xff0c;而device添加时&＃xff0c;是遍历所有已注册的驱动)&＃xff0c;本章不再赘述&＃xff0c;读者可自行跟踪代码查看。

以上即是device_add、device_register这两个接口的主要内容(电源管理等一些内容此处未做深入说明)。

device注销接口device_unregister分析

device的注销过程即是device注册的反过程&＃xff0c;执行的操作无非是删除创建的文件及目录、取消设备驱动的绑定、取消设备与总线的关联、取消设备与class的关联等&＃xff0c;此处不再细说。

至此完成device相关接口的分析。