瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC,采用22nm制程工艺,搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码,支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU,可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统,主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。
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在上个章节中,我们在代码中分析了驱动在总线下注册的流程,本章节我们继续分析代码,分析 probe函数执行流程。
接着上个章节分析bus_add_driver 函数。bus_add_driver 函数实现如下所示:
int bus_add_driver(struct device_driver *drv)
{
struct bus_type *bus;
struct driver_private *priv;
int error = 0;
// 获取总线对象
bus = bus_get(drv->bus);
if (!bus)
return -EINVAL; // 返回无效参数错误码
pr_debug("bus: '%s': add driver %s\n", bus->name, drv->name);
// 分配并初始化驱动程序私有数据
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;
// 初始化并添加驱动程序的内核对象
error = kobject_init_and_add(&priv->kobj, &driver_ktype, NULL,
"%s", drv->name);
if (error)
goto out_unregister;
// 将驱动程序添加到总线的驱动程序列表
klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers);
// 如果总线启用了自动探测,则尝试自动探测设备
if (drv->bus->p->drivers_autoprobe) {
error = driver_attach(drv);
if (error)
goto out_unregister;
}
// 将驱动程序添加到模块
module_add_driver(drv->owner, drv);
// 创建驱动程序的uevent属性文件
error = driver_create_file(drv, &driver_attr_uevent);
if (error) {
printk(KERN_ERR "%s: uevent attr (%s) failed\n",
__func__, drv->name);
}
// 添加驱动程序的组属性
error = driver_add_groups(drv, bus->drv_groups);
if (error) {
/* How the hell do we get out of this pickle? Give up */
printk(KERN_ERR "%s: driver_create_groups(%s) failed\n",
__func__, drv->name);
}
// 如果驱动程序不禁止绑定属性文件,则添加绑定属性文件
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);
}
}
return 0; // 返回成功
out_unregister:
kobject_put(&priv->kobj);
/* drv->p is freed in driver_release() */
drv->p = NULL;
out_put_bus:
bus_put(bus);
return error; // 返回错误码
}
总的来说, bus_for_each_dev() 函数主要是提供了一个遍历指定总线上的设备对象列表,并对每个设备对象进行特定操作的快捷方式,可以用于驱动程序中需要管理和操作大量设备实例的场景。
fn要执行的函数为__driver_attach函数,函数实现如下所示:
图109-1
调用 module_add_driver 函数将驱动程序添加到模块中。
调用 driver_create_file 函数为驱动程序创建 uevent 属性文件。如果创建失败,则打印错误消息。
调用 driver_add_groups 函数将驱动程序的组属性添加到驱动程序中。如果添加失败,则打印错误消息。
如果驱动程序没有禁止绑定属性文件(suppress_bind_attrs 标志),则调用 add_bind_files 函数添加绑定属性文件。如果添加失败,则打印错误消息。
在上述函数中,使用driver_attach函数来探测设备,我们进一步分析下driver_attach函数。
int?driver_attach(struct?device_driver *drv) { return?bus_for_each_dev(drv->bus,?NULL,?drv,?__driver_attach); } EXPORT_SYMBOL_GPL(driver_attach); |
bus_for_each_dev函数实现如下所示:
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; // 检查总线对象是否存在 if?(!bus ||?!bus->p) return?-EINVAL;??// 返回无效参数错误码 // 初始化设备列表迭代器 klist_iter_init_node(&bus->p->klist_devices,?&i, ?????(start ??&start->p->knode_bus :?NULL)); // 遍历设备列表并执行指定的函数 while?(!error &&?(dev =?next_device(&i))) error =?fn(dev,?data); // 退出设备列表迭代器 klist_iter_exit(&i); return?error;??// 返回执行过程中的错误码(如果有) } |
这个函数的作用是遍历指定总线上的所有设备,并对每个设备执行指定的函数 fn。以下是函数的参数和功能解释:
bus:指定要遍历的总线对象。
start:指定开始遍历的设备对象。如果为 NULL,则从总线的第一个设备开始遍历。
data:传递给函数 fn 的额外数据。
fn:指定要执行的函数,该函数接受一个设备对象和额外数据作为参数,并返回一个整数错误码。
static?int?__driver_attach(struct?device *dev,?void?*data) { struct?device_driver *drv =?data;??// 传入的数据参数作为设备驱动对象 int?ret; /* ?* 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. ?*/ ret =?driver_match_device(drv,?dev);??// 尝试将驱动程序绑定到设备上 if?(ret ==?0)?{ /* no match */ return?0;??// 如果没有匹配,则返回 0 }?else?if?(ret ==?-EPROBE_DEFER)?{ dev_dbg(dev,?"Device match requests probe deferral\n"); driver_deferred_probe_add(dev);??// 请求推迟探测设备 }?else?if?(ret <?0)?{ dev_dbg(dev,?"Bus failed to match device: %d",?ret); return?ret;??// 总线无法匹配设备,返回错误码 }?/* ret > 0 means positive match */ if?(driver_allows_async_probing(drv))?{ /* ?* Instead of probing the device synchronously we will ?* probe it asynchronously to allow for more parallelism. ?* ?* We only take the device lock here in order to guarantee ?* that the dev->driver and async_driver fields are protected ?*/ dev_dbg(dev,?"probing driver %s asynchronously\n",?drv->name); device_lock(dev);??// 锁定设备以保护 dev->driver 和 async_driver 字段 if?(!dev->driver)?{ get_device(dev); dev->p->async_driver =?drv;??// 设置设备的异步驱动程序 async_schedule(__driver_attach_async_helper,?dev);??// 异步调度驱动程序的附加处理函数 } device_unlock(dev);??// 解锁设备 return?0; } device_driver_attach(drv,?dev);??// 同步探测设备并绑定驱动程序 return?0;??// 返回 0 表示成功执行驱动程序附加操作 } |
上述函数中使用driver_match_device函数尝试将驱动程序绑定到设备上,我们再来看看driver_match_device函数。
static inline int driver_match_device(struct device_driver *drv,
struct device *dev)
{
return drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;
}
这是一个内联函数 driver_match_device的代码片段。该函数用于检查设备是否与驱动程序匹配。以下是对代码的解释:
drv:指向设备驱动程序对象的指针。
dev:指向设备对象的指针。
函数的执行过程如下:
1. 首先,检查驱动程序对象的 bus字段是否为 NULL,以及 bus字段的 match函数是否存在。驱动程序对象的 bus字段表示该驱动程序所属的总线。match函数是总线对象中的一个函数指针,用于检查设备与驱动程序是否匹配。
2. 如果 match`函数存在,则调用总线对象的 match函数,传入设备对象和驱动程序对象作为参数。
drv->bus->match(dev, drv)表示调用总线对象的 match函数,并将设备对象和驱动程序对象作为参数传递给该函数。dev是用于匹配的设备对象。drv是用于匹配的驱动程序对象。
3. 如果总线对象的 match函数返回 0,则表示设备与驱动程序不匹配,函数将返回 0。返回值为 0 表示不匹配
4. 如果总线对象的 match函数返回非零值(大于 0),则表示设备与驱动程序匹配,函数将返回 1。返回值为 1 表示匹配。
5. 如果总线对象的 match函数不存在(为 NULL),则默认认为设备与驱动程序匹配,函数将返回 1。
这段代码使用了条件运算符 `? :` 来判断总线对象的 match函数是否存在,以便选择执行相应的逻辑。如果总线对象没有提供 match 函数,那么默认认为设备与驱动程序匹配,返回值为 1。
如果设备和驱动匹配上,会继续执行device_driver_attach函数,如下所示:
int device_driver_attach(struct device_driver *drv, struct device *dev)
{
int ret = 0;
__device_driver_lock(dev, dev->parent);
/*
* If device has been removed or someone has already successfully
* bound a driver before us just skip the driver probe call.
*/
if (!dev->p->dead && !dev->driver)
ret = driver_probe_device(drv, dev);
__device_driver_unlock(dev, dev->parent);
return ret;
}
driver_probe_device函数,如下所示:
int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
{
int ret = 0;
// 检查设备是否已注册,如果未注册则返回错误码 -ENODEV
if (!device_is_registered(dev))
return -ENODEV;
// 打印调试信息,表示设备与驱动程序匹配
pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s\n",
drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
// 获取设备供应商的运行时引用计数
pm_runtime_get_suppliers(dev);
// 如果设备有父设备,获取父设备的同步运行时引用计数
if (dev->parent)
pm_runtime_get_sync(dev->parent);
// 等待设备的运行时状态达到稳定
pm_runtime_barrier(dev);
// 根据初始化调试标志选择调用真实的探测函数
if (initcall_debug)
ret = really_probe_debug(dev, drv);
else
ret = really_probe(dev, drv);
// 请求设备进入空闲状态(省电模式)
pm_request_idle(dev);
// 如果设备有父设备,释放父设备的运行时引用计数
if (dev->parent)
pm_runtime_put(dev->parent);
// 释放设备供应商的运行时引用计数
pm_runtime_put_suppliers(dev);
// 返回探测函数的执行结果
return ret;
}
经过前面代码的分析,总结设备和驱动匹配流程函数,如下图所示
图109-2
probe函数的执行,我们来分析really_probe函数。
static int really_probe(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
int ret = -EPROBE_DEFER; // 初始化返回值为延迟探测
int local_trigger_count = atomic_read(&deferred_trigger_count); // 获取当前延迟探测计数
bool test_remove = IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_TEST_DRIVER_REMOVE) && // 判断是否启用了驱动移除测试
!drv->suppress_bind_attrs;
if (defer_all_probes) {
/*
* defer_all_probes 的值只能通过 device_defer_all_probes_enable() 设置,
* 而该函数会紧接着调用 wait_for_device_probe(),以避免任何竞争情况。
*/
dev_dbg(dev, "Driver %s 强制延迟探测\n", drv->name);
driver_deferred_probe_add(dev);
return ret;
}
ret = device_links_check_suppliers(dev); // 检查设备的供应者链路
if (ret == -EPROBE_DEFER)
driver_deferred_probe_add_trigger(dev, local_trigger_count); // 将设备添加到延迟探测触发列表
if (ret)
return ret;
atomic_inc(&probe_count); // 增加探测计数
pr_debug("bus: '%s': %s: 正在使用设备 %s 探测驱动程序 %s\n",
drv->bus->name, __func__, drv->name, dev_name(dev));
if (!list_empty(&dev->devres_head)) {
dev_crit(dev, "探测之前存在资源\n");
ret = -EBUSY;
goto done;
}
re_probe:
dev->driver = drv;
/* 如果使用了 pinctrl,绑定引脚 */
ret = pinctrl_bind_pins(dev);
if (ret)
goto pinctrl_bind_failed;
ret = dma_configure(dev); // 配置 DMA
if (ret)
goto probe_failed;
if (driver_sysfs_add(dev)) { // 添加驱动的 sysfs
printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) 失败\n",
__func__, dev_name(dev));
goto probe_failed;
}
if (dev->pm_domain && dev->pm_domain->activate) { // 如果设备有电源管理域并且存在激活函数,激活电源管理域
ret = dev->pm_domain->activate(dev);
if (ret)
goto probe_failed;
}
if (dev->bus->probe) { // 如果总线有探测函数,调用总线的探测函数
ret = dev->bus->probe(dev);
if (ret)
goto probe_failed;
} else if (drv->probe) { // 否则调用驱动的探测函数
ret = drv->probe(dev);
if (ret)
goto probe_failed;
}
if (test_remove) { // 如果启用了驱动移除测试
test_remove = false;
if (dev->bus->remove) // 如果总线有移除函数,调用总线的移除函数
dev->bus->remove(dev);
else if (drv->remove) // 否则调用驱动的移除函数
drv->remove(dev);
devres_release_all(dev); // 释放设备的资源
driver_sysfs_remove(dev); // 移除驱动的 sysfs
dev->driver = NULL;
dev_set_drvdata(dev, NULL);
if (dev->pm_domain && dev->pm_domain->dismiss) // 如果设备有电源管理域并且存在解除函数,解除电源管理域
dev->pm_domain->dismiss(dev);
pm_runtime_reinit(dev); // 重新初始化电源管理运行时
goto re_probe; // 重新进行探测
}
pinctrl_init_done(dev); // 完成 pinctrl 的初始化
if (dev->pm_domain && dev->pm_domain->sync) // 如果设备有电源管理域并且存在同步函数,同步电源管理域
dev->pm_domain->sync(dev);
driver_bound(dev); // 驱动绑定成功
ret = 1;
pr_debug("bus: '%s': %s: %s: 将设备 %s 绑定到驱动程序 %s\n",
drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
goto done;
probe_failed:
if (dev->bus)
blocking_notifier_call_chain(&dev->bus->p->bus_notifier,
BUS_NOTIFY_DRIVER_NOT_BOUND, dev);
pinctrl_bind_failed:
device_links_no_driver(dev); // 将设备与驱动解除绑定
devres_release_all(dev); // 释放设备的资源
dma_deconfigure(dev); // 取消 DMA 配置
driver_sysfs_remove(dev); // 移除驱动的 sysfs
dev->driver = NULL;
dev_set_drvdata(dev, NULL);
if (dev->pm_domain && dev->pm_domain->dismiss) // 如果设备有电源管理域并且存在解除函数,解除电源管理域
dev->pm_domain->dismiss(dev);
pm_runtime_reinit(dev); // 重新初始化电源管理运行时
dev_pm_set_driver_flags(dev, 0); // 设置设备的驱动标志为0
switch (ret) {
case -EPROBE_DEFER:
/* 驱动程序请求延迟探测 */
dev_dbg(dev, "Driver %s 请求延迟探测\n", drv->name);
driver_deferred_probe_add_trigger(dev, local_trigger_count); // 将设备添加到延迟探测触发列表
break;
case -ENODEV:
case -ENXIO:
pr_debug("%s: 对 %s 的探测拒绝匹配 %d\n",
drv->name, dev_name(dev), ret);
break;
default:
/* 驱动程序匹配但探测失败 */
printk(KERN_WARNING
"%s: 对 %s 的探测失败,错误码 %d\n",
drv->name, dev_name(dev), ret);
}
/*
* 忽略 ->probe 返回的错误,以便下一个驱动程序可以尝试运行。
*/
ret = 0;
done:
atomic_dec(&probe_count); // 减少探测计数
wake_up_all(&probe_waitqueue); // 唤醒等待探测的进程
return ret;
}
至此,probe函数执行流程分析完毕。