文件名称：unix分析关于UNIX的一些浅析
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更新时间：2014-08-28 11:03:46
unix
内核版本：2.6.31.6 首先在S3C2440平台的初始化函数中，主要是将开发平台的设备注册进了系统，也就是将device注册到了platform虚拟的总线上，并进行了一些初始化的工作，这里我们只关注I2C的部分。 static void __init smdk2440_machine_init(void) { s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info); s3c_i2c0_set_platdata(NULL); platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices)); smdk_machine_init(); } s3c_i2c0_set_platdata（）函数将S3C2440上的I2C控制器进行了一些初始化，但是并没有写入硬件寄存器，仅仅是保存在了s3c2410_platform_i2c结构体中。 void __init s3c_i2c0_set_platdata(struct s3c2410_platform_i2c *pd) { struct s3c2410_platform_i2c *npd; if (!pd) pd = &default_i2c_data0; npd = kmemdup(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c), GFP_KERNEL); if (!npd) printk(KERN_ERR "%s: no memory for platform data\n", __func__); else if (!npd->cfg_gpio) npd->cfg_gpio = s3c_i2c0_cfg_gpio; /* s3c_i2c0_cfg_gpio为 配置I2C控制器GPIO函数指针 */ s3c_device_i2c0.dev.platform_data = npd; /*最后将struct device 中的platform_data指针直指向了初始化后的 s3c2410_platform_i2c结构体 */ } 函数s3c_i2c0_cfg_gpio()很简单，实际上就是配置GPIO为I2C的工作模式 void s3c_i2c0_cfg_gpio(struct platform_device *dev) { s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(15), S3C2410_GPE15_IICSDA); s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(14), S3C2410_GPE14_IICSCL); } s3c_i2c0_set_platdata(struct s3c2410_platform_i2c *pd)函数实际上就是把初始化数据段中的default_i2c_data0结构体复制过来，然后对GPIO进行配置的函数指针进行了初始化。default_i2c_data0结构体如下： static struct s3c2410_platform_i2c default_i2c_data0 __initdata = { .flags = 0, .slave_addr = 0x10, .frequency = 100*1000, .sda_delay = 100, }; s3c2410_platform_i2c结构体原型如下，根据英文注释即可大致理解其意思 /** * struct s3c2410_platform_i2c - Platform data for s3c I2C. * @bus_num: The bus number to use (if possible). * @flags: Any flags for the I2C bus (E.g. S3C_IICFLK_FILTER). * @slave_addr: The I2C address for the slave device (if enabled). * @frequency: The desired frequency in Hz of the bus. This is * guaranteed to not be exceeded. If the caller does * not care, use zero and the driver will select a * useful default. * @sda_delay: The delay (in ns) applied to SDA edges. * @cfg_gpio: A callback to configure the pins for I2C operation. */ struct s3c2410_platform_i2c { int bus_num; unsigned int flags; unsigned int slave_addr; unsigned long frequency; unsigned int sda_delay; void (*cfg_gpio)(struct platform_device *dev); }; 在函数smdk2440_machine_init(void)中，调用了 platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices)); 即将smdk2440_devices结构体数组中platform_device添加到了系统中，也就是添加到了platform总线上。smdk2440_devices的具体内容如下： static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = { &s3c_device_usb, &s3c_device_lcd, &s3c_device_wdt, &s3c_device_i2c0, &s3c_device_iis, &s3c_device_dm9000, &s3c_device_rtc, }; 其中s3c_device_i2c0保存了S3C2440中的I2C控制器的一些内部资源等信息，具体内容如下： struct platform_device s3c_device_i2c0 = { .name = "s3c2410-i2c", /*设备名,platform总线的match函数中会用设备名和驱动名的比较来绑定设备和驱动程序*/ #ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1 .id = 0, #else .id = -1, #endif .num_resources = ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource), .resource = s3c_i2c_resource, }; 其中s3c_i2c_resource结构体保存了S3C2440中I2C控制器寄存器的物理地址和中断号等具体的硬件信息。 static struct resource s3c_i2c_resource[] = { [0] = { .start = S3C_PA_IIC, .end = S3C_PA_IIC + SZ_4K - 1, .flags = IORESOURCE_MEM, }, [1] = { .start = IRQ_IIC, .end = IRQ_IIC, .flags = IORESOURCE_IRQ, }, }; 在后面注册具体设备驱动时也会添加到paltform总线上，platform总线会将具体的设备和驱动进行绑定，这样驱动就可以操作具体的设备了。platform实际上是一个虚拟的总线，本质上也是一个设备。 好了，上面是一些板级的硬件设备资源向系统的注册，没有设计到具体的硬件操作，在加载驱动程序时，驱动程序会根据已经注册到系统的具体设备的硬件资源进行初始化，也就是进行一些硬件操作，控制硬件设备的正常工作，下面来分析驱动程序的加载过程。 S3C2440平台上的I2C的驱动程序在linux/drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c文件中， 在驱动的加载程序中，将platform_driver类型的s3c24xx_i2c_driver注册到了系统中。 static int __init i2c_adap_s3c_init(void) { return platform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver); } 分析platform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);的源代码可知，实际上是将s3c24xx_i2c_driver注册到了platform总线上。 int platform_driver_register(struct platform_driver *drv) { drv->driver.bus = &platform_bus_type; /*将device_driver中的probe，remove，shutdown函数指针指向platform_driver中的函数，后面进行驱动和设备绑定后会调用probe函数 */ if (drv->probe) drv->driver.probe = platform_drv_probe; if (drv->remove) drv->driver.remove = platform_drv_remove; if (drv->shutdown) drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown; return driver_register(&drv->driver); } 下图即为Linux 2.6中引入的设备驱动模型的结构图（只是个总体框架，并不是指这的platform总线，设备和驱动）。 总线上包括设备和驱动的集合，总线上所有设备组成双向循环链表，包含在platform_device的设备集合中，总线上所有驱动组成双向循环链表，包含在platform_dirver的驱动集合中。 platform_driver_register(struct platform_driver *drv)函数实际上是对driver_register(struct device_driver *drv)函数的一个简单封装。driver_register（）函数的调用关系如下 driver_register（） —>bus_add_driver(drv); —> driver_attach(drv); —> bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach); bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach)函数会遍历总线上所有的设备，并调用__driver_attach函数，判断驱动是否和设备匹配，若匹配则将struct device中的 struct device_driver *driver指向此驱动，也就是进行了驱动和设备的绑定，若不匹配，则继续遍历下一个设备。事实上，在向总线注册设备时，同样会进行类似的操作，遍历总线上所有驱动程序，找到则进行设备与驱动程序的绑定。 static int __driver_attach(struct device *dev, void *data) { struct device_driver *drv = data; /* * Lock device and try to bind to it. We drop the error * here and always return 0, because we need to keep trying * to bind to devices and some drivers will return an error * simply if it didn't support the device. * * driver_probe_device() will spit a warning if there * is an error. */ /*调用platform总线的match（）函数，即platform_match函数，判断设备和驱动是否匹配,若匹配则返真，找到对应的设备，继续执行后面的程序，若没有找到，则返回假，函数执行结束 。这里我们的I2C驱动找到了可以驱动的设备，所以会继续执行*/ if (!driver_match_device(drv, dev)) return 0; if (dev->parent) /* Needed for USB */ down(&dev->parent->sem); down(&dev->sem); /*设备是否已经找到驱动？显然，这里没有找到驱动，因为设备在向系统中platform总线注册时还没有驱动注册到platform总线上，所以dev->drive = NULL */ if (!dev->driver) driver_probe_device(drv, dev); up(&dev->sem); if (dev->parent) up(&dev->parent->sem); return 0; } driver_probe_device(drv, dev)函数进行驱动与设备的绑定。 /** * driver_probe_device - attempt to bind device & driver together * @drv: driver to bind a device to * @dev: device to try to bind to the driver * * This function returns -ENODEV if the device is not registered, * 1 if the device is bound sucessfully and 0 otherwise. * * This function must be called with @dev->sem held. When called for a * USB interface, @dev->parent->sem must be held as well. */ int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev) { int ret = 0; if (!device_is_registered(dev)) //判断设备是否已经注册 return -ENODEV; pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s\n", drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name); ret = really_probe(dev, drv); return ret; } really_probe函数中 进行device和driver的绑定，并调用用户在device_driver 中注册的probe()例程。 static int really_probe(struct device *dev, struct device_driver *drv) { int ret = 0; atomic_inc(&probe_count); pr_debug("bus: '%s': %s: probing driver %s with device %s\n", drv->bus->name, __func__, drv->name, dev_name(dev)); WARN_ON(!list_empty(&dev->devres_head)); /*将device中的device_driver指针指向了这个driver，即完成device和driver的绑定*/ dev->driver = drv; f (driver_sysfs_add(dev)) { printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed\n", __func__, dev_name(dev)); goto probe_failed; } /*若总线设置了probe函数，则调用总线的probe函数，然而platform总线并没有设置 */ if (dev->bus->probe) { ret = dev->bus->probe(dev); if (ret) goto probe_failed; } /* 否则，调用驱动注册在device_driver里的probe，这个函数中一般进行获得硬件资源，初始化硬件等操作，这里实际调用了s3c24xx_i2c_probe函数*/ else if (drv->probe) { ret = drv->probe(dev); if (ret) goto probe_failed; } /*将设备添加到driver所支持的设备列表中（因为一个驱动可以支持多个设备），并通知bus上的设备，表明BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER */ driver_bound(dev); ret = 1; pr_debug("bus: '%s': %s: bound device %s to driver %s\n", drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name); goto done; probe_failed: devres_release_all(dev); driver_sysfs_remove(dev); dev->driver = NULL; if (ret != -ENODEV && ret != -ENXIO) { /* driver matched but the probe failed */ printk(KERN_WARNING "%s: probe of %s failed with error %d\n", drv->name, dev_name(dev), ret); } /* * Ignore errors returned by ->probe so that the next driver can try * its luck. */ ret = 0; done: atomic_dec(&probe_count); wake_up(&probe_waitqueue); return ret; } 到这里，I2C设备软件层次上的驱动模型已经建立好了，接着会执行s3c24xx_i2c_probe函数，获取系统开始注册的一些硬件资源信息，进行硬件上的一些操作，以及真正的涉及到数据传输驱动程序的注册等操作。