Linux设备驱动的class(类)的理解(以timed_output为基础).docx

Linux设备驱动的class(类)的理解(以timed_output为基础)一、 前言前天写了关于安卓震动系统的驱动开发全过程，其中用到了timed_output这个驱动模型，那天只是简单的用了一下，今天拿出来彻底的研究一下，分享一下我的理解。在使用这个驱动模型的时候，我一直都很奇怪，它的名字看上去和时间有很大的关系，在我的心里我也以为它会提供一些与时间操作相关的函数，帮助开发人员简单的完成与时间相关的操作，但是翻遍了它的实现代码都没有发现它与时间的半毛钱关系。真坑爹！面对这么坑爹的一个驱动模型，我很想知道，它是linux kernel原来就带的呢，还是android为linux kernel添加的，首先我看到它的实现代码timed_output.c所在的目录drivers/staging/android，比较明显这个是android为linux kernel添加的，再打开文件看它的版权*Copyright (C) 2009 Google, Inc.* Author: Mike Lockwood name | !tdev-enable | !tdev-get_time)return -EINVAL;/如果timed_output 类没有注册的话,就从这里注册,也就是说要使用timed_output驱动/框架不用module_init(timed_output_init);也是可以的ret = create_timed_output_class();if (ret index = atomic_inc_return(&device_count);/创建设备tdev-dev = device_create(timed_output_class, NULL,MKDEV(0, tdev-index), NULL, tdev-name);if (IS_ERR(tdev-dev)return PTR_ERR(tdev-dev);/创建enable设备文件/这里有个参数dev_attr_enable结构体,是由/static DEVICE_ATTR(enable, S_IRUGO | S_IWUSR, enable_show, enable_store);/这个宏创建的ret = device_create_file(tdev-dev, &dev_attr_enable);if (ret dev, tdev);tdev-state = 0;return 0;err_create_file:device_destroy(timed_output_class, MKDEV(0, tdev-index);printk(KERN_ERR timed_output: Failed to register driver %sn,tdev-name);return ret;void timed_output_dev_unregister(struct timed_output_dev *tdev)/这个函数很简单不做说明device_remove_file(tdev-dev, &dev_attr_enable);device_destroy(timed_output_class, MKDEV(0, tdev-index);dev_set_drvdata(tdev-dev, NULL);3. Enable的读写函数static ssize_t enable_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,char *buf)struct timed_output_dev *tdev = dev_get_drvdata(dev);int remaining = tdev-get_time(tdev);return sprintf(buf, %dn, remaining);static ssize_t enable_store(struct device *dev, struct device_attribute *attr,const char *buf, size_t size)struct timed_output_dev *tdev = dev_get_drvdata(dev);int value;if (sscanf(buf, %d, &value) != 1)return -EINVAL;tdev-enable(tdev, value);return size;static DEVICE_ATTR(enable, S_IRUGO | S_IWUSR, enable_show, enable_store);这几个函数都很简单不做说明三、 Class理解看完上面的代码，觉得还是非常好理解的，唯一不懂的就是上面class创建删除，device创建删除的具体实现。class是设备驱动中很重要的一块，下面是从LDD3中关于class的说明：一个类是一个设备的高级视图, 它抽象出低级的实现细节. 驱动可以见到一个SCSI 磁盘或者一个 ATA 磁盘, 在类的级别, 它们都是磁盘. 类允许用户空间基于它们做什么来使用设备, 而不是它们如何被连接或者它们如何工作.几乎所有的类都在 sysfs 中在 /sys/class 下出现. 因此, 例如, 所有的网络接口可在 /sys/class/net 下发现, 不管接口类型.输入设备可在 /sys/class/input 下, 以及串行设备在 /sys/class/tty. 一个例外是块设备, 由于历史的原因在 /sys/block.类成员关系常常由高级的代码处理, 不必要驱动的明确的支持.我的理解是类就是 设备的分类，通过特定的实现方法，系统把设备分成一定的类，类里面每个设备生成自己的设备文件，提供给上层调用。关于class的创建和删除本来想自己写的，但是在网上看到skywang12345大神一个特别好的文章先把地址贴过来/skywang12345/archive/2013/05/15/driver_class.html下面是具体内容复制粘贴的。 （本人属于转载！）linux中class_create和class_register说明本文介绍linux中class_create和class_register的相关使用方法1 class结构体介绍 内核中定义了struct class结构体，顾名思义，一个struct class结构体类型变量对应一个类，内核同时提供了class_create()函数，可以用它来创建一个类，这个类存放于sysfs下面，一旦创建好了这个类，再调用device_create()函数来在/dev目录下创建相应的设备节点。这样，加载模块的时候，用户空间中的udev会自动响应device_create()函数，去/sysfs下寻找对应的类从而创建设备节点。2 class相关API说明如下表：3 class_create()使用示例示例一，通过class_create()、class_destroy()去注册和注销/sys/class/my_char_dev代码如下： 1 #include 2 #include 3 #include 4 5 struct class *mem_class; 6 7 static int _init class_create_destroy_init(void) 8 9 / class_create动态创建设备的逻辑类，并完成部分字段的初始化，然后将其添加到内核中。创建的逻辑类位于/sys/class/。10 / 参数：11 / owner, 拥有者。一般赋值为THIS_MODULE。12 / name, 创建的逻辑类的名称。13 mem_class = class_create(THIS_MODULE, my_char_dev);14 if (mem_class=NULL)15 16 printk( create class failed!n);17 return -1;18 19 20 return 0;21 22 23 static void _exit class_create_destroy_exit(void)24 25 if (mem_class != NULL) 26 27 class_destroy(mem_class);28 mem_class = NULL;29 30 31 32 33 module_init(class_create_destroy_init);34 module_exit(class_create_destroy_exit);35 36 MODULE_LICENSE(GPL);4 class_register()使用示例示例二，通过class_register()、class_unregister()去注册和注销/sys/class/my_char_dev代码如下： 1 #include 2 #include 3 #include 4 #include 5 6 #define CLASS_NAME my_char_dev 7 struct class *mem_class; 8 9 static void class_create_release (struct class *cls)10 11 printk(%sn, _func_ );12 kfree(cls);13 14 15 static int _init class_create_destroy_init(void)16 17 printk(%sn, _func_);18 19 int ret;20 21 / 申请class结构体内存22 mem_class = kzalloc(sizeof(*mem_class), GFP_KERNEL);23 if (mem_class = NULL) 24 25 printk(create mem class failed!n);26 return -1;27 28 printk(create mem class successn);29 30 mem_class-name = CLASS_NAME;31 mem_class-owner = THIS_MODULE;32 / 注销时class时的回调函数，在此回调函数中释放之前所分配的class结构体内存33 mem_class-class_release = class_create_release;34 35 / 将class注册到内核中，同时会在/sys/class/下创建class对应的节点36 int retval = class_register(mem_class);37 if (ret) 38 39 printk(class_register failed!n);40 kfree(mem_class);41 return -1; 42 43 printk(class_register successn);44 45 46 return 0;47 48 49 static void _exit class_create_destroy_exit(void)50 51 printk(%sn, _func_);52 53 if (mem_class != NULL) 54 55 class_unregister(mem_class);56 mem_class = NULL;57 58 59 60 module_init(class_create_destroy_init);61 module_exit(class_create_destroy_exit);62 63 MODULE_LICENSE(GPL);附录一，class_create()和class_register()对比实际上，示例一和示例二是等价的。具体的可以通过查看class_create()和class_register()、class_destroy()和class_unregister()的源码去验证。class_register()的代码如下：1 / 将class注册到/sys/class/中2 #define class_register(class) 3 ( 4 static struct lock_class_key _key; 5 _class_register(class, &_key); 6 )class_register()是通过调用_class_register()来注册到sysfs中的。_class_register()的代码如下： 1 int _class_register(struct class *cls, struct lock_class_key *key) 2 3 struct class_private *cp; 4 int error; 5 6 pr_debug(device class %s: registeringn, cls-name); 7 8 cp = kzalloc(sizeof(*cp), GFP_KERNEL); 9 if (!cp) 10 return -ENOMEM; 11 klist_init(&cp-class_devices, klist_class_dev_get, klist_class_dev_put); 12 INIT_LIST_HEAD(&cp-class_interfaces); 13 kset_init(&cp-class_dirs); 14 _mutex_init(&cp-class_mutex, struct class mutex, key); 15 error = kobject_set_name(&cp-class_subsys.kobj, %s, cls-name); 16 if (error) 17 kfree(cp); 18 return error; 19 20 21 /* set the default /sys/dev directory for devices of this class */ 22 if (!cls-dev_kobj) 23 cls-dev_kobj = sysfs_dev_char_kobj; 24 25 #if defined(CONFIG_SYSFS_DEPRECATED) & defined(CONFIG_BLOCK) 26 /* let the block class directory show up in the root of sysfs */ 27 if (cls != &block_class) 28 cp-class_subsys.kobj.kset = class_kset; 29 #else 30 cp-class_subsys.kobj.kset = class_kset; 31 #endif 32 cp-class_subsys.kobj.ktype = &class_ktype; 33 cp-class = cls; 34 cls-p = cp; 35 36 / 将class注册到内核中37 error = kset_register(&cp-class_subsys); 38 if (error) 39 kfree(cp); 40 return error; 41 42 error = add_class_attrs(class_get(cls); 43 class_put(cls); 44 return error; 45 class_unregister()的代码如下：1 void class_unregister(struct class *cls) 2 3 pr_debug(device class %s: unregisteringn, cls-name); 4 remove_class_attrs(cls); 5 / 将class从内核中注销6 kset_unregister(&cls-p-class_subsys); 7 下面，我们查看class_create()、class_destroy()的相关代码。class_create()的代码如下：1 #define class_create(owner, name) 2 ( 3 static struct lock_class_key _key; 4 _class_create(owner, name, &_key); 5 )class_create()是通过调用_class_create()注册到内核中的。_class_create()的代码如下： 1 struct class *_class_create(struct module *owner, const char *name, 2 struct lock_class_key *key) 3 4 struct class *cls; 5 int retval; 6 7 / 分配class结构体 8 cls = kzalloc(sizeof(*cls), GFP_KERNEL); 9 if (!cls) 10 retval = -ENOMEM; 11 goto error; 12 13 14 cls-name = name; 15 cls-owner = owner; 16 / class对应的释放函数，在class从内核中注销时会执行该函数17 cls-class_release = class_create_release; 18 19 / 通过调用_class_register()将class注册到内核中20 retval = _class_register(cls, key); 21 if (retval) 22 goto error; 23 24 return cls; 25 26 error: 27 kfree(cls); 28 return ERR_PTR(retval); 29 class_create_release的代码如下：1 static void class_create_release(struct class *cls) 2 3 pr_debug(%s called for %sn, _func_, cls-name); 4 / 释