1、簡介

向linux內(nèi)核注冊驅(qū)動由driver_register()完成。它將驅(qū)動程序的信息添加到內(nèi)核的驅(qū)動程序列表中，使得內(nèi)核能夠在需要時與該驅(qū)動程序進行交互。

當(dāng)調(diào)用driver_register()函數(shù)時，內(nèi)核會將驅(qū)動程序添加到內(nèi)核驅(qū)動程序列表中，并在需要時使用該驅(qū)動程序來匹配和初始化設(shè)備。驅(qū)動程序的探測函數(shù)（probe）將在設(shè)備與驅(qū)動程序匹配時調(diào)用，以便進行設(shè)備的初始化。移除函數(shù)（remove）將在設(shè)備從系統(tǒng)中移除時調(diào)用，以進行相關(guān)的清理操作。

通過調(diào)用driver_register()函數(shù)，驅(qū)動程序可以將自身注冊到內(nèi)核中，從而使得內(nèi)核能夠管理和與驅(qū)動程序進行交互。這為設(shè)備的探測、初始化、配置和移除提供了必要的框架和支持。

內(nèi)核中，幾乎所有的驅(qū)動子系統(tǒng)都會以該函數(shù)進行封裝，開放出對應(yīng)驅(qū)動的注冊函數(shù)，例如PCI驅(qū)動框架，在/drivers/pic/pci-driver.c文件中會調(diào)用該函數(shù)：

再比如對應(yīng)i2c設(shè)備驅(qū)動，在i2c驅(qū)動框架下的/driver/i2c/i2c-core.c文件中有如下代碼：

綜上可知，driver_register()在幾乎所有的驅(qū)動子系統(tǒng)中都會使用到。兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，最后都會調(diào)用到該函數(shù)。

2、driver_register分析

在linux內(nèi)核中，struct device_driver結(jié)構(gòu)體用于表示一個設(shè)備驅(qū)動程序。它包含了驅(qū)動程序的相關(guān)信息，如名稱、總線類型、探測函數(shù)、移除函數(shù)等，用于與設(shè)備進行匹配、初始化和清理操作。struct device_driver結(jié)構(gòu)體提供了設(shè)備驅(qū)動程序的基本信息和回調(diào)函數(shù)，用于與設(shè)備進行匹配、初始化、清理和管理。

通過使用該結(jié)構(gòu)體，驅(qū)動程序能夠在設(shè)備與驅(qū)動程序匹配時進行初始化操作，并在設(shè)備移除或系統(tǒng)關(guān)機時進行相應(yīng)的清理操作。此外，還可以通過屬性組和電源管理操作等擴展功能來增強驅(qū)動程序的功能和靈活性。該結(jié)構(gòu)定義如下：

structdevice_driver{
constchar*name;//
structbus_type*bus;//驅(qū)動程序所屬的總線類型。

structmodule*owner;//模塊擁有者
constchar*mod_name;//在構(gòu)建內(nèi)建模塊時使用

boolsuppress_bind_attrs;//是否禁用通過sysfsbound/unbound操作

conststructof_device_id*of_match_table;//設(shè)備樹匹配表
conststructacpi_device_id*acpi_match_table;//ACPI匹配表。

int(*probe)(structdevice*dev);//驅(qū)動程序的探測函數(shù)，用于在設(shè)備與驅(qū)動程序匹配時進行初始化。
int(*remove)(structdevice*dev);//驅(qū)動程序的移除函數(shù)，用于在設(shè)備從系統(tǒng)中移除時進行清理。
void(*shutdown)(structdevice*dev);//驅(qū)動程序的關(guān)機函數(shù)，用于在系統(tǒng)關(guān)機時進行相關(guān)的清理操作。
int(*suspend)(structdevice*dev,pm_message_tstate);//驅(qū)動程序的掛起函數(shù)，用于在設(shè)備進入掛起狀態(tài)時進行相關(guān)的操作。
int(*resume)(structdevice*dev);//驅(qū)動程序的恢復(fù)函數(shù)，用于在設(shè)備從掛起狀態(tài)恢復(fù)時進行相關(guān)的操作。
conststructattribute_group**groups;//驅(qū)動程序的屬性組，用于提供設(shè)備的特定屬性。

conststructdev_pm_ops*pm;//驅(qū)動程序的電源管理操作，用于控制設(shè)備的電源管理。

structdriver_private*p;//驅(qū)動核心的私有數(shù)據(jù)。驅(qū)動核心能訪問。
};

driver_register函數(shù)用于向設(shè)備驅(qū)動模型注冊一個設(shè)備驅(qū)動，實現(xiàn)在/drivers/base/driver.c文件中：

intdriver_register(structdevice_driver*drv)
{
intret;
structdevice_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'needsupdating-pleaseuse"
"bus_typemethods
",drv->name);

other=driver_find(drv->name,drv->bus);
if(other){
printk(KERN_ERR"Error:Driver'%s'isalreadyregistered,"
"aborting...
",drv->name);
return-EBUSY;
}

ret=bus_add_driver(drv);
if(ret)
returnret;
ret=driver_add_groups(drv,drv->groups);
if(ret){
bus_remove_driver(drv);
returnret;
}
kobject_uevent(&drv->p->kobj,KOBJ_ADD);

returnret;
}

driver_register()具體執(zhí)行流程如下：

（1）調(diào)用driver_find()通過名字找到bus上的driver。

（2）調(diào)用bus_add_driver()添加一個driver到bus。

（3）調(diào)用driver_add_groups()將屬性組（attribute_group）添加到驅(qū)動程序中。

（4）調(diào)用kobject_uevent()觸發(fā)內(nèi)核KOBJ_ADD事件，用于向用戶空間發(fā)送KOBJ_ADD事件通知。

下文將展開driver_find()和bus_add_driver()進行分析。

（2-1）driver_find分析

該函數(shù)接收兩個參數(shù)：

（1）name：驅(qū)動程序的名稱。

（2）bus：待被掃描的bus。

函數(shù)實現(xiàn)如下：

調(diào)用kset_find_obj()根據(jù)name尋找是否有kobject，如果找到了，則使用to_driver()返解出struct driver_private，然后將driver_private->driver作為參數(shù)返回；否則返回NULL。

該行代碼中：

structkobject*k=kset_find_obj(bus->p->drivers_kset,name);

bus->p->drivers_kset本質(zhì)是struct kset，struct kset是linux內(nèi)核對象的集合，添加的設(shè)備驅(qū)動將作為內(nèi)核對象添加到對應(yīng)的kset集合中。kset_find_obj()則用于在kset中搜索出對應(yīng)name的內(nèi)核對象，該函數(shù)實現(xiàn)如下：

回到driver_register()中，如果driver_find()找到了對應(yīng)的device_driver，則證明該設(shè)備驅(qū)動已經(jīng)注冊過了，這時候則返回退出driver_register()；否則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)的bus_add_driver()操作。

（2-2）bus_add_driver分析

bus_add_driver()實現(xiàn)在/drivers/base/bus.c中，將執(zhí)行下列具體的邏輯：

（1）從drv->bus中解析出bus，如果bus為NULL，則返回退出bus_add_driver：

bus=bus_get(drv->bus);
if(!bus)
return-EINVAL;

（2）調(diào)用kzalloc()分配一個struct driver_private內(nèi)存空間：

（3）調(diào)用klist_init()初始化設(shè)備鏈表klist_devices：

klist_init(&priv->klist_devices,NULL,NULL);

（4）設(shè)置驅(qū)動私有數(shù)據(jù)的driver和kobj.kset字段，并將驅(qū)動私有數(shù)據(jù)設(shè)置到驅(qū)動程序的->p字段：

priv->driver=drv;
drv->p=priv;
priv->kobj.kset=bus->p->drivers_kset;

（5）調(diào)用kobject_init_and_add()初始化設(shè)備私有數(shù)據(jù)中的內(nèi)核對象，并指定驅(qū)動類型driver_ktype:

error=kobject_init_and_add(&priv->kobj,&driver_ktype,NULL,
"%s",drv->name);
if(error)
gotoout_unregister;

driver_ktype定義如下：

staticstructkobj_typedriver_ktype={
.sysfs_ops=&driver_sysfs_ops,
.release=driver_release,
};

（6）使用klist_add_tail()將priv->knode_bus節(jié)點添加到bus->p->klist_drivers總線的驅(qū)動鏈表中。

（7）如果設(shè)置了驅(qū)動所屬的bus的drivers_autoprobe，則調(diào)用drvier_attach()嘗試將驅(qū)動程序綁定到設(shè)備：

（8）使用moudle_add_drvier將設(shè)備驅(qū)動程序添加到內(nèi)核模塊系統(tǒng)中，使之可以與設(shè)備進行關(guān)聯(lián)。通過調(diào)用這個函數(shù)，可以將設(shè)備驅(qū)動程序注冊到內(nèi)核的設(shè)備驅(qū)動程序列表中，以便在設(shè)備被發(fā)現(xiàn)時自動加載并與之匹配。

（9）調(diào)用driver_create_file()為設(shè)備驅(qū)動創(chuàng)建sysfs中的屬性文件。該文件將顯示在/sys/bus//drivers//目錄下，其中是設(shè)備所屬的總線類型，是設(shè)備驅(qū)動程序的名稱。

（10）調(diào)用driver_add_groups()將設(shè)備驅(qū)動程序的bus的屬性組添加到sysfs中，這些屬性組將顯示在/sys/bus//drivers//目錄下，其中是設(shè)備所屬的總線類型，是設(shè)備驅(qū)動程序的名稱。

3、總結(jié)

driver_register()是linux 內(nèi)核中用于注冊設(shè)備驅(qū)動程序的函數(shù)。它屬于linux設(shè)備驅(qū)動模型的一部分，用于將驅(qū)動程序添加到內(nèi)核的設(shè)備驅(qū)動程序列表中，以便內(nèi)核可以與相應(yīng)的硬件設(shè)備進行交互。在內(nèi)核中的大部分驅(qū)動都會形成自己的驅(qū)動框架核心，例如：USB、i2c、spi等，這些驅(qū)動框架核心也一般都會封裝出自己的注冊函數(shù)，但是這些注冊函數(shù)本質(zhì)上都是調(diào)用driver_register()實現(xiàn)驅(qū)動的注冊。例如下圖所示：

審核編輯：劉清