一、spi总线注册

        这里所说的SPI核心,就是指/drivers/spi/目录下spi.c文件中提供给其他文件的函数,首先看下spi核心的初始化函数spi_init(void)。程序如下:

 

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  • static int __init spi_init(void)
  • {
  •     int    status;
  •     buf = kmalloc(SPI_BUFSIZ, GFP_KERNEL);
  •     if (!buf) {
  •         status = -ENOMEM;
  •         goto err0;
  •     }
  •     status = bus_register(&spi_bus_type);
  •     if (status < 0)
  •         goto err1;
  •     status = class_register(&spi_master_class);
  •     if (status < 0)
  •         goto err2;
  •     return 0;
  • err2:
  •     bus_unregister(&spi_bus_type);
  • err1:
  •     kfree(buf);
  •     buf = NULL;
  • err0:
  •     return status;
  • }
  • postcore_initcall(spi_init);
  •         说明:
            1) 由postcore_initcall(spi_init);可以看出,此宏在系统初始化时是先于module_init()执行的。

            2) 申请的buf空间用于在spi数据传输中。

            3) 接下来是总线注册和类注册,首先看下总线注册。

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  • struct subsys_private {
  •     struct kset subsys;
  •     struct kset *devices_kset;
  •     struct kset *drivers_kset;
  •     struct klist klist_devices;
  •     struct klist klist_drivers;
  •     struct blocking_notifier_head bus_notifier;
  •     unsigned int drivers_autoprobe:1;
  •     struct bus_type *bus;
  •     struct list_head class_interfaces;
  •     struct kset glue_dirs;
  •     struct mutex class_mutex;
  •     struct class *class;
  • };
  • struct bus_type {
  •     const char        *name;
  •     struct bus_attribute    *bus_attrs;
  •     struct device_attribute    *dev_attrs;
  •     struct driver_attribute    *drv_attrs;
  •     int (*match)(struct device *dev, struct device_driver *drv);
  •     int (*uevent)(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env);
  •     int (*probe)(struct device *dev);
  •     int (*remove)(struct device *dev);
  •     void (*shutdown)(struct device *dev);
  •     int (*suspend)(struct device *dev, pm_message_t state);
  •     int (*resume)(struct device *dev);
  •     const struct dev_pm_ops *pm;
  •     struct subsys_private *p;
  • };
  • struct bus_type spi_bus_type = {
  •     .name        = "spi",
  •     .dev_attrs    = spi_dev_attrs,
  •     .match        = spi_match_device,
  •     .uevent        = spi_uevent,
  •     .pm        = &spi_pm,
  • };
  • int bus_register(struct bus_type *bus)
  • {
  •     int retval;
  •     struct subsys_private *priv;
  •     priv = kzalloc(sizeof(struct subsys_private), GFP_KERNEL);
  •     if (!priv)
  •         return -ENOMEM;
  •     priv->bus = bus;
  •     bus->p = priv;
  •     BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(&priv->bus_notifier);
  •     //总线的名字”spi”,我们说过了一个kobject对应一个目录,这里为这个目录赋值名字
  •     retval = kobject_set_name(&priv->subsys.kobj, "%s", bus->name);
  •     if (retval)
  •         goto out;
  •     priv->subsys.kobj.kset = bus_kset;
  •     priv->subsys.kobj.ktype = &bus_ktype;
  •     priv->drivers_autoprobe = 1;
  •     //创建devices命名的目录
  •     retval = kset_register(&priv->subsys);
  •     if (retval)
  •         goto out;
  •     //创建属性文件
  •     retval = bus_create_file(bus, &bus_attr_uevent);
  •     if (retval)
  •         goto bus_uevent_fail;
  •     priv->devices_kset = kset_create_and_add("devices", NULL,
  •                          &priv->subsys.kobj);
  •     if (!priv->devices_kset) {
  •         retval = -ENOMEM;
  •         goto bus_devices_fail;
  •     }
  •     priv->drivers_kset = kset_create_and_add("drivers", NULL,
  •                          &priv->subsys.kobj);
  •     if (!priv->drivers_kset) {
  •         retval = -ENOMEM;
  •         goto bus_drivers_fail;
  •     }
  •     klist_init(&priv->klist_devices, klist_devices_get, klist_devices_put);
  •     klist_init(&priv->klist_drivers, NULL, NULL);
  •     retval = add_probe_files(bus);    //添加探测属性
  •     if (retval)
  •         goto bus_probe_files_fail;
  •     retval = bus_add_attrs(bus);    //添加其他属性
  •     if (retval)
  •         goto bus_attrs_fail;
  •     pr_debug("bus: '%s': registered\n", bus->name);
  •     return 0;
  • bus_attrs_fail:
  •     remove_probe_files(bus);
  • bus_probe_files_fail:
  •     kset_unregister(bus->p->drivers_kset);
  • bus_drivers_fail:
  •     kset_unregister(bus->p->devices_kset);
  • bus_devices_fail:
  •     bus_remove_file(bus, &bus_attr_uevent);
  • bus_uevent_fail:
  •     kset_unregister(&bus->p->subsys);
  • out:
  •     kfree(bus->p);
  •     bus->p = NULL;
  •     return retval;
  • }
  •         说明:

            1)  首先不管是设备还是驱动,都是挂接在某条总线上的,也就是说我们根据总线类型的不同来区分各种设备和驱动。

            2) 从总线注册函数bus_register(struct bus_type *bus)中可以发现,首先申请了一个subsys_private结构体内存。该结构体中包含了三个kset结构,分别是struct kset subsys、struct kset *devices_kset和struct kset *drivers_kset。

            3) subsys是用来向上链接的。

            4) 当发现一个设备或者驱动的时候,对于每一次设备或者驱动注册(设备是被插入了,驱动就是.ko模块被加载),都得分配一个device或者device_drive结构,每一次都需要将device结构挂入drivers或devices(kset结构)链表中,这样才能通过总线找到挂接在这个总线上的所有设备和驱动。这里仅仅将设备和驱动挂接在总线上,并不能表明设备和驱动之间的关系,这样的处理仅仅表明了驱动、设备与总线的关系,它们申明了我现在挂接在这条总线上,以后操作我就通过这条总线。

     

            5) 总线的目录名为”spi”。也就是说在/sys/bus目录下有一个spi目录,即/sys/bus/spi。内核中有spi总线驱动,bus_register(&spi_bus_type)就是用来注册总线的,该函数调用完成后,就会在/sys/bus/目录下创建spi目录。

            接下来看下总线中spi_match_device()函数,此函数在(四)中的设备注册中会调用,如下:

     

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  • static int spi_match_device(struct device *dev, struct device_driver *drv)
  • {
  •     const struct spi_device    *spi = to_spi_device(dev);
  •     const struct spi_driver    *sdrv = to_spi_driver(drv);
  •     /* Attempt an OF style match */
  •     if (of_driver_match_device(dev, drv))
  •         return 1;
  •     if (sdrv->id_table)
  •         return !!spi_match_id(sdrv->id_table, spi);
  •     return strcmp(spi->modalias, drv->name) == 0;
  • }
  •         说明:

            1) 首先查看驱动和设备是否匹配,如果不匹配,退出。

            2) 判断驱动中是否支持id数组,如果支持,查找匹配此id的spi_device。

            3) 比较设备的名字的和驱动的名字是否相同。

    二、spi驱动注册

            在《Linux spi驱动分析(四)----SPI设备驱动(W25Q32BV)》中,执行语句spi_register_driver(&w25q_driver);,从而注册spi驱动。函数如下:

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  • struct spi_driver {
  •     const struct spi_device_id *id_table;
  •     int            (*probe)(struct spi_device *spi);
  •     int            (*remove)(struct spi_device *spi);
  •     void            (*shutdown)(struct spi_device *spi);
  •     int            (*suspend)(struct spi_device *spi, pm_message_t mesg);
  •     int            (*resume)(struct spi_device *spi);
  •     struct device_driver    driver;
  • };
  • static struct spi_driver w25q_driver = {
  •     .driver    = {
  •         .name    = "spi-w25q",
  •         .owner    = THIS_MODULE,
  •     },
  •     //.id_table    = w25q_ids,
  •     .probe    = w25q_probe,
  •     .remove    = __devexit_p(w25q_remove),
  • };
  • int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)
  • {
  •     sdrv->driver.bus = &spi_bus_type;
  •     if (sdrv->probe)
  •         sdrv->driver.probe = spi_drv_probe;
  •     if (sdrv->remove)
  •         sdrv->driver.remove = spi_drv_remove;
  •     if (sdrv->shutdown)
  •         sdrv->driver.shutdown = spi_drv_shutdown;
  •     return driver_register(&sdrv->driver);
  • }
  •         说明:

            1) 驱动是如何插入到/sys/bus/drivers/spi目录下的?在driver_register->driver_register->bus_add_driver函数中有个重要的语句drv->kobj.kset = &bus->drivers,这里就是将driver的kobj所属的kset挂接上总线的kset。

            2) 在struct spi_driver中指明驱动的名称,这里是"spi-w25q"。

            3) spi_register_driver()函数的参数为spi_driver结构。函数定义了bus_type,也就是驱动挂接的总线类型。函数接下来对结构体spi_driver中的device_driver成员赋值。

            4) 驱动注册,程序如下:

     

     

     

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  • struct device_driver {
  •     const char        *name; //设备驱动的名字
  •     struct bus_type        *bus; //设备驱动挂接的总线类型
  •     struct module        *owner;
  •     const char        *mod_name;    /* used for built-in modules */
  •     bool suppress_bind_attrs;    /* disables bind/unbind via sysfs */
  •     const struct of_device_id    *of_match_table;
  •     int (*probe) (struct device *dev);
  •     int (*remove) (struct device *dev);
  •     void (*shutdown) (struct device *dev);
  •     int (*suspend) (struct device *dev, pm_message_t state);
  •     int (*resume) (struct device *dev);
  •     const struct attribute_group **groups;
  •     const struct dev_pm_ops *pm;
  •     struct driver_private *p;
  • };
  • int driver_register(struct device_driver *drv)
  • {
  •     int ret;
  •     struct device_driver *other;
  •     BUG_ON(!drv->bus->p);
  •     if ((drv->bus->probe && drv->probe) ||
  •      (drv->bus->remove && drv->remove) ||
  •      (drv->bus->shutdown && drv->shutdown))
  •         printk(KERN_WARNING "Driver '%s' needs updating - please use "
  •             "bus_type methods\n", drv->name);
  •     /* 在kobject结构组成的链表中查找是否已经存在这个驱动,前面讲过,驱动必然挂接在某个总线
  •        上,返回值是device_driver结构的指针 */
  •     other = driver_find(drv->name, drv->bus);
  •     if (other) {
  •         put_driver(other);
  •         printk(KERN_ERR "Error: Driver '%s' is already registered, "
  •             "aborting...\n", drv->name);
  •         return -EBUSY;
  •     }
  •     ret = bus_add_driver(drv);
  •     if (ret)
  •         return ret;
  •     ret = driver_add_groups(drv, drv->groups);
  •     if (ret)
  •         bus_remove_driver(drv);
  •     return ret;
  • }
  •         说明:

            1) driver_register()完成挂接驱动至总线及生成设备树的过程。

            2) 首先调用driver_find()函数在spi总线上查找该驱动是否已经存在,如果存在,忙退出。

     

            3) 如果该驱动在SPI总线上不存在,调用bus_add_driver(drv)增加该驱动。

            4) 调用driver_add_groups(drv, drv->groups)函数增加驱动组。

     

            接下来看bus_add_driver函数,程序如下:

     

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  • int bus_add_driver(struct device_driver *drv)
  • {
  •     struct bus_type *bus;
  •     struct driver_private *priv;
  •     int error = 0;
  •     bus = bus_get(drv->bus);
  •     if (!bus)
  •         return -EINVAL;
  •     pr_debug("bus: '%s': add driver %s\n", bus->name, drv->name);
  •     priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
  •     if (!priv) {
  •         error = -ENOMEM;
  •         goto out_put_bus;
  •     }
  •     klist_init(&priv->klist_devices, NULL, NULL);
  •     priv->driver = drv;
  •     drv->p = priv;
  •     priv->kobj.kset = bus->p->drivers_kset;
  •     error = kobject_init_and_add(&priv->kobj, &driver_ktype, NULL,
  •                  "%s", drv->name);
  •     if (error)
  •         goto out_unregister;
  •     if (drv->bus->p->drivers_autoprobe) {
  •         error = driver_attach(drv);     //这个函数是重点.
  •         if (error)
  •             goto out_unregister;
  •     }
  •     klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers);
  •     module_add_driver(drv->owner, drv);
  •     error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent);
  •     if (error) {
  •         printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed\n",
  •             __func__, drv->name);
  •     }
  •     error = driver_add_attrs(bus, drv);
  •     if (error) {
  •         /* How the hell do we get out of this pickle? Give up */
  •         printk(KERN_ERR "%s: driver_add_attrs(%s) failed\n",
  •             __func__, drv->name);
  •     }
  •     if (!drv->suppress_bind_attrs) {
  •         error = add_bind_files(drv);
  •         if (error) {
  •             /* Ditto */
  •             printk(KERN_ERR "%s: add_bind_files(%s) failed\n",
  •                 __func__, drv->name);
  •         }
  •     }
  •     kobject_uevent(&priv->kobj, KOBJ_ADD);
  •     return 0;
  • out_unregister:
  •     kobject_put(&priv->kobj);
  •     kfree(drv->p);
  •     drv->p = NULL;
  • out_put_bus:
  •     bus_put(bus);
  •     return error;
  • }
  •         说明:

            1) 首先创建struct driver_private *priv结构体内存,注意此结构体是struct device_driver的成员变量。

            2) 初始化priv成员变量。

     

            3) 如果驱动总线支持自动探测,则调用error = driver_attach(drv); 实现探测。由(二)中bus_register()函数可以看出,bus->p->drivers_autoprobe = 1,支持自动探测。

            4) driver_attach(drv); 的作用是:如果驱动还未挂接在总线上,挂接它并且调用probe函数进行探测。

     

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  • int driver_attach(struct device_driver *drv)
  • {
  •     return bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);
  • }
  •         这个函数会调用__driver_attach函数,如下:

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  • 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.
  •      */
  •     if (!driver_match_device(drv, dev))
  •         return 0;
  •     if (dev->parent)    /* Needed for USB */
  •         device_lock(dev->parent);
  •     device_lock(dev);
  •     if (!dev->driver)
  •         driver_probe_device(drv, dev);    //此函数就是我们要找的函数
  •     device_unlock(dev);
  •     if (dev->parent)
  •         device_unlock(dev->parent);
  •     return 0;
  • }
  •         driver_probe_device()函数如下:

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  • int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
  • {
  •     int ret = 0;
  •     if (!device_is_registered(dev))
  •         return -ENODEV;
  •     pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s\n",
  •          drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
  •     pm_runtime_get_noresume(dev);
  •     pm_runtime_barrier(dev);
  •     ret = really_probe(dev, drv);
  •     pm_runtime_put_sync(dev);
  •     return ret;
  • }
  •           driver_probe_device函数中有一个really_probe函数,这是我们的最终目的地。

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  • 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));
  •     dev->driver = drv;
  •     if (driver_sysfs_add(dev)) {
  •         printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed\n",
  •             __func__, dev_name(dev));
  •         goto probe_failed;
  •     }
  •     if (dev->bus->probe) {
  •         ret = dev->bus->probe(dev);
  •         if (ret)
  •             goto probe_failed;
  •     } else if (drv->probe) {
  •         ret = drv->probe(dev);
  •         if (ret)
  •             goto probe_failed;
  •     }
  •     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;
  • }
  •         说明:

            1) 在if (dev->bus->probe)中,由于此处还没有定义设备,所以不执行if里面的程序。在else if(drv->probe)中,驱动里面有探测函数,所以执行ret = drv->probe(dev);。因为此处还没有定义设备,所以此处执行没有效果。

     

            在 bus_for_each_dev函数中可以找到device结构:

     

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  • int bus_for_each_dev(struct bus_type *bus, struct device *start,
  •          void *data, int (*fn)(struct device *, void *))
  • {
  •     struct klist_iter i;
  •     struct device *dev;
  •     int error = 0;
  •     if (!bus)
  •         return -EINVAL;
  •     klist_iter_init_node(&bus->p->klist_devices, &i,
  •              (start ? &start->p->knode_bus : NULL));
  •     
  •     while ((dev = next_device(&i)) && !error)
  •         error = fn(dev, data);
  •     klist_iter_exit(&i);
  •     return error;
  • }
  •         说明:

            1) 查找每个挂接在spi总线上的设备,看他们是否有注册,并调用相应的函数也就是__driver_attach函数。实际上就是查找device结构。

    三、spi设备注册

            在《Linux spi驱动分析(一)----总线驱动》中,spi_new_device()函数调用了spi_add_device(proxy),程序如下:

     

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  • struct device {
  •     struct device        *parent;
  •     struct device_private    *p;
  •     struct kobject kobj;
  •     const char        *init_name; /* initial name of the device */
  •     const struct device_type *type;
  •     struct mutex        mutex;    /* mutex to synchronize calls to
  •                      * its driver.
  •                      */
  •     struct bus_type    *bus;        /* type of bus device is on */
  •     struct device_driver *driver;    /* which driver has allocated this
  •                      device */
  •     void        *platform_data;    /* Platform specific data, device
  •                      core doesn't touch it */
  •     struct dev_pm_info    power;
  •     struct dev_power_domain    *pwr_domain;
  • #ifdef CONFIG_NUMA
  •     int        numa_node;    /* NUMA node this device is close to */
  • #endif
  •     u64        *dma_mask;    /* dma mask (if dma'able device) */
  •     u64        coherent_dma_mask;/* Like dma_mask, but for
  •                      alloc_coherent mappings as
  •                      not all hardware supports
  •                      64 bit addresses for consistent
  •                      allocations such descriptors. */
  •     struct device_dma_parameters *dma_parms;
  •     struct list_head    dma_pools;    /* dma pools (if dma'ble) */
  •     struct dma_coherent_mem    *dma_mem; /* internal for coherent mem
  •                      override */
  •     /* arch specific additions */
  •     struct dev_archdata    archdata;
  •     struct device_node    *of_node; /* associated device tree node */
  •     dev_t            devt;    /* dev_t, creates the sysfs "dev" */
  •     spinlock_t        devres_lock;
  •     struct list_head    devres_head;
  •     struct klist_node    knode_class;
  •     struct class        *class;
  •     const struct attribute_group **groups;    /* optional groups */
  •     void    (*release)(struct device *dev);
  • };
  • int spi_add_device(struct spi_device *spi)
  • {
  •     static DEFINE_MUTEX(spi_add_lock);
  •     struct device *dev = spi->master->dev.parent;
  •     struct device *d;
  •     int status;
  •     /* Chipselects are numbered 0..max; validate. */
  •     if (spi->chip_select >= spi->master->num_chipselect) {
  •         dev_err(dev, "cs%d >= max %d\n",
  •             spi->chip_select,
  •             spi->master->num_chipselect);
  •         return -EINVAL;
  •     }
  •     /* Set the bus ID string */
  •     dev_set_name(&spi->dev, "%s.%u", dev_name(&spi->master->dev),
  •             spi->chip_select);
  •     /* We need to make sure there's no other device with this
  •      * chipselect **BEFORE** we call setup(), else we'll trash
  •      * its configuration. Lock against concurrent add() calls.
  •      */
  •     mutex_lock(&spi_add_lock);
  •     d = bus_find_device_by_name(&spi_bus_type, NULL, dev_name(&spi->dev));
  •     if (d != NULL) {
  •         dev_err(dev, "chipselect %d already in use\n",
  •                 spi->chip_select);
  •         put_device(d);
  •         status = -EBUSY;
  •         goto done;
  •     }
  •     /* Drivers may modify this initial i/o setup, but will
  •      * normally rely on the device being setup. Devices
  •      * using SPI_CS_HIGH can't coexist well otherwise...
  •      */
  •     status = spi_setup(spi);
  •     if (status < 0) {
  •         dev_err(dev, "can't setup %s, status %d\n",
  •                 dev_name(&spi->dev), status);
  •         goto done;
  •     }
  •     /* Device may be bound to an active driver when this returns */
  •     status = device_add(&spi->dev);
  •     if (status < 0)
  •         dev_err(dev, "can't add %s, status %d\n",
  •                 dev_name(&spi->dev), status);
  •     else
  •         dev_dbg(dev, "registered child %s\n", dev_name(&spi->dev));
  • done:
  •     mutex_unlock(&spi_add_lock);
  •     return status;
  • }
  •         说明:

            1) 在设备device的定义中,定义了这个设备挂接的总线和驱动。

            2) spi_add_device()函数首先判断是否超出最大设备数,如果超过,直接退出。

            3) 设置设备名称,此名称即是/sys/bus/spi/devices/下的一个目录。

            4) 在spi总线上寻找此设备,如果找到,退出。

            5) 调用spi_setup(spi)函数。

            6) 调用device_add(&spi->dev)函数对设备进行初始化和注册。程序如下:

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  • int device_add(struct device *dev)
  • {
  •     struct device *parent = NULL;
  •     struct class_interface *class_intf;
  •     int error = -EINVAL;
  •     dev = get_device(dev);
  •     if (!dev)
  •         goto done;
  •     if (!dev->p) {
  •         error = device_private_init(dev);
  •         if (error)
  •             goto done;
  •     }
  •     /*
  •      * for statically allocated devices, which should all be converted
  •      * some day, we need to initialize the name. We prevent reading back
  •      * the name, and force the use of dev_name()
  •      */
  •     if (dev->init_name) {
  •         dev_set_name(dev, "%s", dev->init_name);
  •         dev->init_name = NULL;
  •     }
  •     if (!dev_name(dev)) {
  •         error = -EINVAL;
  •         goto name_error;
  •     }
  •     pr_debug("device: '%s': %s\n", dev_name(dev), __func__);
  •     parent = get_device(dev->parent);
  •     setup_parent(dev, parent);
  •     /* use parent numa_node */
  •     if (parent)
  •         set_dev_node(dev, dev_to_node(parent));
  •     /* first, register with generic layer. */
  •     /* we require the name to be set before, and pass NULL */
  •     error = kobject_add(&dev->kobj, dev->kobj.parent, NULL);
  •     if (error)
  •         goto Error;
  •     /* notify platform of device entry */
  •     if (platform_notify)
  •         platform_notify(dev);
  •     error = device_create_file(dev, &uevent_attr);
  •     if (error)
  •         goto attrError;
  •     if (MAJOR(dev->devt)) {
  •         error = device_create_file(dev, &devt_attr);
  •         if (error)
  •             goto ueventattrError;
  •         error = device_create_sys_dev_entry(dev);
  •         if (error)
  •             goto devtattrError;
  •         devtmpfs_create_node(dev);
  •     }
  •     error = device_add_class_symlinks(dev);
  •     if (error)
  •         goto SymlinkError;
  •     error = device_add_attrs(dev);
  •     if (error)
  •         goto AttrsError;
  •     error = bus_add_device(dev);
  •     if (error)
  •         goto BusError;
  •     error = dpm_sysfs_add(dev);
  •     if (error)
  •         goto DPMError;
  •     device_pm_add(dev);
  •     /* Notify clients of device addition. This call must come
  •      * after dpm_sysf_add() and before kobject_uevent().
  •      */
  •     if (dev->bus)
  •         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
  •                      BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE, dev);
  •     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_ADD);
  •     bus_probe_device(dev);
  •     if (parent)
  •         klist_add_tail(&dev->p->knode_parent,
  •              &parent->p->klist_children);
  •     if (dev->class) {
  •         mutex_lock(&dev->class->p->class_mutex);
  •         /* tie the class to the device */
  •         klist_add_tail(&dev->knode_class,
  •              &dev->class->p->klist_devices);
  •         /* notify any interfaces that the device is here */
  •         list_for_each_entry(class_intf,
  •                  &dev->class->p->class_interfaces, node)
  •             if (class_intf->add_dev)
  •                 class_intf->add_dev(dev, class_intf);
  •         mutex_unlock(&dev->class->p->class_mutex);
  •     }
  • done:
  •     put_device(dev);
  •     return error;
  •  DPMError:
  •     bus_remove_device(dev);
  •  BusError:
  •     device_remove_attrs(dev);
  •  AttrsError:
  •     device_remove_class_symlinks(dev);
  •  SymlinkError:
  •     if (MAJOR(dev->devt))
  •         devtmpfs_delete_node(dev);
  •     if (MAJOR(dev->devt))
  •         device_remove_sys_dev_entry(dev);
  •  devtattrError:
  •     if (MAJOR(dev->devt))
  •         device_remove_file(dev, &devt_attr);
  •  ueventattrError:
  •     device_remove_file(dev, &uevent_attr);
  •  attrError:
  •     kobject_uevent(&dev->kobj, KOBJ_REMOVE);
  •     kobject_del(&dev->kobj);
  •  Error:
  •     cleanup_device_parent(dev);
  •     if (parent)
  •         put_device(parent);
  • name_error:
  •     kfree(dev->p);
  •     dev->p = NULL;
  •     goto done;
  • }
  •           说明:

              1) 首先获取设备dev,对dev的成员进行初始化。

              2) kobject_add()完成目录的创建。

              3) 创建文件。

              4) bus_probe_device(dev);,总线探测设备,程序如下:

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  • void bus_probe_device(struct device *dev)
  • {
  •     struct bus_type *bus = dev->bus;
  •     int ret;
  •     if (bus && bus->p->drivers_autoprobe) {
  •         ret = device_attach(dev);
  •         WARN_ON(ret < 0);
  •     }
  • }
  • int device_attach(struct device *dev)
  • {
  •     int ret = 0;
  •     device_lock(dev);
  •     if (dev->driver) {
  •         if (klist_node_attached(&dev->p->knode_driver)) {
  •             ret = 1;
  •             goto out_unlock;
  •         }
  •         ret = device_bind_driver(dev);
  •         if (ret == 0)
  •             ret = 1;
  •         else {
  •             dev->driver = NULL;
  •             ret = 0;
  •         }
  •     } else {
  •         pm_runtime_get_noresume(dev);
  •         ret = bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);
  •         pm_runtime_put_sync(dev);
  •     }
  • out_unlock:
  •     device_unlock(dev);
  •     return ret;
  • }
  •         说明:
            1) 由(二)中的总线注册函数可知,bus->p->drivers_autoprobe = 1。

            2) 调用device_attach()函数加载设备。

            3) 由于程序还没有对dev->driver进行赋值,所以此处程序走的是else。

            4) bus_for_each_drv()函数调用__device_attach()函数,程序如下:

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  • int bus_for_each_drv(struct bus_type *bus, struct device_driver *start,
  •          void *data, int (*fn)(struct device_driver *, void *))
  • {
  •     struct klist_iter i;
  •     struct device_driver *drv;
  •     int error = 0;
  •     if (!bus)
  •         return -EINVAL;
  •     klist_iter_init_node(&bus->p->klist_drivers, &i,
  •              start ? &start->p->knode_bus : NULL);
  •     while ((drv = next_driver(&i)) && !error)
  •         error = fn(drv, data);
  •     klist_iter_exit(&i);
  •     return error;
  • }
  • static inline int driver_match_device(struct device_driver *drv,
  •                  struct device *dev)
  • {
  •     return drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;
  • }
  • static int __device_attach(struct device_driver *drv, void *data)
  • {
  •     struct device *dev = data;
  •     if (!driver_match_device(drv, dev))
  •         return 0;
  •     return driver_probe_device(drv, dev);
  • }
  •         说明:           
            1) __device_attach()函数使用了两个参数,一个参数为dev,另外一个就是bus_for_each_drv()函数提供的。

            2) __device_attach()函数首先使用函数driver_match_device(drv, dev)查看驱动是否匹配设备,如果不匹配,退出。driver_match_device(drv, dev)中,判断是否有drv->bus->match,从(二)总线注册中知道,总线中有match,所以调用(二)中的spi_match_device()函数。

             3) driver_probe_device()函数完成驱动探测,程序如下:

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  • int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
  • {
  •     int ret = 0;
  •     if (!device_is_registered(dev))
  •         return -ENODEV;
  •     pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s\n",
  •          drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
  •     pm_runtime_get_noresume(dev);
  •     pm_runtime_barrier(dev);
  •     ret = really_probe(dev, drv);
  •     pm_runtime_put_sync(dev);
  •     return ret;
  • }
  • 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));
  •     dev->driver = drv;
  •     if (driver_sysfs_add(dev)) {
  •         printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed\n",
  •             __func__, dev_name(dev));
  •         goto probe_failed;
  •     }
  •     if (dev->bus->probe) {
  •         ret = dev->bus->probe(dev);
  •         if (ret)
  •             goto probe_failed;
  •     } else if (drv->probe) {
  •         ret = drv->probe(dev);
  •         if (ret)
  •             goto probe_failed;
  •     }
  •     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;
  • }
  •         说明:

            1) driver_probe_device()函数调用really_probe()函数。

            2) 在really_probe()函数中,由于设备的总线中没有探测函数,所以不执行if (dev->bus->probe)。

            3) spi驱动中有探测函数,所以执行else if (drv->probe)里面的程序,即ret = drv->probe(dev);,从(三)中的int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)函数可以看到,驱动的探测函数为spi_drv_probe(),程序如下:

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  • static int spi_drv_probe(struct device *dev)
  • {
  •     const struct spi_driver        *sdrv = to_spi_driver(dev->driver);
  •     return sdrv->probe(to_spi_device(dev));
  • }
  •         说明:

            1) 首先获取spi_driver结构体。

            2) 调用spi_driver结构体中的探测函数,即为(三)中的w25q_probe()函数。
            在really_probe()函数中,调用driver_bound(dev);函数实现设备与驱动的绑定,程序如下:

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  • static void driver_bound(struct device *dev)
  • {
  •     if (klist_node_attached(&dev->p->knode_driver)) {
  •         printk(KERN_WARNING "%s: device %s already bound\n",
  •             __func__, kobject_name(&dev->kobj));
  •         return;
  •     }
  •     pr_debug("driver: '%s': %s: bound to device '%s'\n", dev_name(dev),
  •          __func__, dev->driver->name);
  •     klist_add_tail(&dev->p->knode_driver, &dev->driver->p->klist_devices);
  •     if (dev->bus)
  •         blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
  •                      BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER, dev);
  • }
  •         说明:

            1) 使用klist_add_tail()将设备与驱动链接在一起。

     

    四、总结

     

            在device和device_drive结构中,device中存在一个struct device_driver *driver,而在device_drive中并没有同样的包含device结构。对于一个设备来说,只能绑定一个驱动;而对于一个驱动来说,可以对应多个设备。 也就是说这里device中的driver指针将会指向其绑定的驱动。回到probe探测函数,对一个设备驱动进行注册的过程中,会在其相应的总线(也就是其挂接的总线)上发出一个探测,这个探测会搜寻所有挂接在这个总线上的尚未被绑定的设备(也就是driver指针为NULL),然后将driver指针指向这个驱动的结构,同时将这个设备的device结构挂接在device_driver结构中的klist链表中。 当一个设备被注册时,它也会去寻找挂接在同一条总线上的驱动,并将自己与这个驱动联系起来。

    五、spi传输函数

            spi核心提供了数据传输函数,如下:

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  • static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)
  • {
  •     memset(m, 0, sizeof *m);
  •     INIT_LIST_HEAD(&m->transfers);
  • }
  • static inline void
  • spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
  • {
  •     list_add_tail(&t->transfer_list, &m->transfers);
  • }
  • static inline int
  • spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
  • {
  •     struct spi_transfer    t = {
  •             .tx_buf        = buf,
  •             .len        = len,
  •         };
  •     struct spi_message    m;
  •     spi_message_init(&m);
  •     spi_message_add_tail(&t, &m);
  •     return spi_sync(spi, &m);
  • }
  • static inline int
  • spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
  • {
  •     struct spi_transfer    t = {
  •             .rx_buf        = buf,
  •             .len        = len,
  •         };
  •     struct spi_message    m;
  •     spi_message_init(&m);
  •     spi_message_add_tail(&t, &m);
  •     return spi_sync(spi, &m);
  • }
  • static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)
  • {
  •     ssize_t            status;
  •     u8            result;
  •     status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, &result, 1);
  •     /* return negative errno or unsigned value */
  •     return (status < 0) ? status : result;
  • }
  • static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)
  • {
  •     ssize_t            status;
  •     u16            result;
  •     status = spi_write_then_read(spi, &cmd, 1, (u8 *) &result, 2);
  •     /* return negative errno or unsigned value */
  •     return (status < 0) ? status : result;
  • }
  •         说明:

            1) 传输开始时,首先初始化spi_message,然后将传输的spi_transfer链入spi_message中。
            2) spi_message中,有一个transfers队列,spi_transfer结构体通过这个队列挂到spi_message中。一个spi_message代表一次传输会话,spi_transfer代表一次单独的IO操作。比如,有些spi设备需要先读后写,那么这个读写过程就是一次spi会话,里面包括两个transfer,一个定义写操作的参数,另一个定义读操作的参数。

            3) 最后都是调用spi_sync()函数实现传输的,如下:

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  • int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
  • {
  •     return __spi_sync(spi, message, 0);
  • }
  • static int __spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message,
  •          int bus_locked)
  • {
  •     DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
  •     int status;
  •     struct spi_master *master = spi->master;
  •     message->complete = spi_complete;
  •     message->context = &done;
  •     if (!bus_locked)
  •         mutex_lock(&master->bus_lock_mutex);
  •     status = spi_async_locked(spi, message);
  •     if (!bus_locked)
  •         mutex_unlock(&master->bus_lock_mutex);
  •     if (status == 0) {
  •         wait_for_completion(&done);
  •         status = message->status;
  •     }
  •     message->context = NULL;
  •     return status;
  • }
  • int spi_async_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
  • {
  •     struct spi_master *master = spi->master;
  •     int ret;
  •     unsigned long flags;
  •     spin_lock_irqsave(&master->bus_lock_spinlock, flags);
  •     ret = __spi_async(spi, message);
  •     spin_unlock_irqrestore(&master->bus_lock_spinlock, flags);
  •     return ret;
  • }
  • static int __spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
  • {
  •     struct spi_master *master = spi->master;
  •     /* Half-duplex links include original MicroWire, and ones with
  •      * only one data pin like SPI_3WIRE (switches direction) or where
  •      * either MOSI or MISO is missing. They can also be caused by
  •      * software limitations.
  •      */
  •     if ((master->flags & SPI_MASTER_HALF_DUPLEX)
  •             || (spi->mode & SPI_3WIRE)) {
  •         struct spi_transfer *xfer;
  •         unsigned flags = master->flags;
  •         list_for_each_entry(xfer, &message->transfers, transfer_list) {
  •             if (xfer->rx_buf && xfer->tx_buf)
  •                 return -EINVAL;
  •             if ((flags & SPI_MASTER_NO_TX) && xfer->tx_buf)
  •                 return -EINVAL;
  •             if ((flags & SPI_MASTER_NO_RX) && xfer->rx_buf)
  •                 return -EINVAL;
  •         }
  •     }
  •     message->spi = spi;
  •     message->status = -EINPROGRESS;
  •     return master->transfer(spi, message);
  • }
  •         说明:

            1) 由上面的函数调用轨迹看,最后就是调用master的transfer函数实现传输的。

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