我的内核学习笔记6：PCI驱动probe的一点认知

嵌入式Linux 970 字 次

对于PCI的学习，在文章《初识PCI》和《再识PCI：一个PCI驱动实例》中有介绍，文中使用大量代码进行演示。但总觉得有些认知不到位。于是就再写一文。

一、PCI驱动一般框架

先看一下PCI驱动一般框架的示例代码： 

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#include <linux/pci.h>

#include <linux/module.h>

static int misc_pci_probe(struct pci_dev *dev,
        const struct pci_device_id *ent)
{
    switch (dev->device)
    {
    case 0x0f1c:
        printk("found LPC pci device...n");
        break;
    case 0x0f12:
        printk("found SMBus pci device...n");
        // 此处可注册设备，如platform设备
        // platform_device_register
        
        // 设置PCI驱动数据，在本驱动退出时，可获取到paltform设备从而卸载之
        pci_set_drvdata(dev, pdev);
        break;
        
    default:
        printk("unknown pci device 0x%x...n", dev->device);
        break;
    }

    return ret;
}

static void misc_pci_remove(struct pci_dev *dev)
{
    // 得到platform设备，卸载
    struct platform_device *pdev = pci_get_drvdata(dev);

    platform_device_unregister(pdev);
}

在这里指定PCI设备ID，PCI_VDEVICE会组装厂家ID和PCI设备ID，后面的是驱动私有数据，可以传递必要的信息。当然也可不写。 

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static const struct pci_device_id misc_pci_tbl[] = {
    { PCI_VDEVICE(INTEL, 0x0f1c), 0 },
    { PCI_VDEVICE(INTEL, 0x0f12), 1 }, // SMBus 
    { },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(pci, misc_pci_tbl);

static struct pci_driver misc_pci_driver = {
    .name           = "misc_pci",
    .id_table       = misc_pci_tbl,
    .probe          = misc_pci_probe,
    .remove         = misc_pci_remove,
};

// 注册PCI驱动
module_pci_driver(misc_pci_driver);

MODULE_DESCRIPTION("PCI driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");
MODULE_AUTHOR("Late Lee<latelee@163.org>");

二、几点说明

1、内核启动时根据深度优先方式扫描PCI总线上的设备。比如，当前的PCI设备是PCI桥的话，就会继续扫描其下的设备，直到没有为止。
2、在系统启动时，扫描PCI，找到PCI设备，如果该设备已经注册驱动，则调用驱动的probe函数。如果PCI设备已经有了对应的驱动，则不会再被调用。以上述代码为例，假如系统启动时已经有了ID为0x0f1和0x0f12的驱动，则上述的probe函数不会被调用到。可以认为当前已经有驱动占用着这2个设备。在《再识PCI：一个PCI驱动实例》一文中，还指定了E1000_DEV_ID_I211_COPPER这个ID，但没有识别出来。是因为其对应的IGB驱动被加载了。当然，如果当前不存在对应的驱动，就会调用到probe函数。
3、有多个相同设备的也会继续调用probe。直到扫描结束。比如，有2个相同的网卡设备(即网卡芯片ID相同)处于不同的PCI总线情况时，它们对应pci_device_id只有一个ID。但它们在不同PCI总线上，当扫描到设备，会调用2次对应驱动的probe函数。

三、bus（总线）、driver（驱动）、device（设备）

顺着PCI驱动，再概述一下bus、driver、device这几个概念。
一条bus上挂着许多device，而device需要driver才能工作。内核有注册device和注册driver的概念。注册device只是将deivce添加到内核中，该设备还不能工作。而注册driver，就是在对应的bus上找到device，从而调用driver的probe函数进行初始化，而后继续其它的事情。
device和driver通过某些方式匹配，就能正常工作。比如platform设备根据name来匹配的，PCI设备根据ID匹配。所以看到很多内核代码在定义platform_device时指定name，而在定义platform_driver时指定driver成员的name，因为只有这样两者才能匹配。一般地，发行版本的Linux系统都带有很多驱动。如前段时间研究WIFI，将Intel无线网卡和atheros无线网卡插到安装有发行版本的系统的设备上，就可以正常工作。
在/sys/bus/目录下有当前系统各种bus。比如i2c总线、PCI总线、SPI总线、platform总线。每种bus目录均有device和driver，在其中列出该总线上所有的设备和对应的驱动。比如platform设备、驱动分别在/sys/bus/platform/devices和/sys/bus/platform/drivers这两个目录。