Linux設(shè)備與驅(qū)動(dòng)的手動(dòng)解綁與手動(dòng)綁定

眾所周知,Linux靠設(shè)備與驅(qū)動(dòng)之間的match，來(lái)完成設(shè)備與驅(qū)動(dòng)的bind，從而觸發(fā)驅(qū)動(dòng)的probe（）成員函數(shù)被執(zhí)行。每個(gè)bus都有相應(yīng)的match方法，完成match的總的入口函數(shù)是：

static inline int driver_match_device(struct device_driver *drv, struct device *dev){ return drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;}

而這個(gè)總的入口函數(shù)又會(huì)調(diào)用到各自不同總線的match函數(shù)，對(duì)于platform bus而言，它的match函數(shù)就是platform_match（）

static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv){ struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev); struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv); /* When driver_override is set, only bind to the matching driver */ if (pdev->driver_override) return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name); /* Attempt an OF style match first */ if (of_driver_match_device(dev, drv)) return 1; /* Then try ACPI style match */ if (acpi_driver_match_device(dev, drv)) return 1; /* Then try to match against the id table */ if (pdrv->id_table) return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL; /* fall-back to driver name match */ return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);}

從代碼可以看出，platform的driver和device之間的match有很多方法成立，比如設(shè)備的name和驅(qū)動(dòng)的name相同：

strcmp(pdev->name, drv->name) == 0

比如，設(shè)備的名字出現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)的ID表中：

if (pdrv->id_table) return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;

比如device tree里面的compatible字段與驅(qū)動(dòng)的dt兼容性字段匹配：

if (of_driver_match_device(dev, drv)) return 1;

只要符合其中任意一種，driver和device都可以匹配上。

這種自動(dòng)匹配非常簡(jiǎn)單，實(shí)施起來(lái)也非常容易。

但是有時(shí)候，這種自動(dòng)匹配并不一定是我們想要的。比如我們有時(shí)候就是希望XXX設(shè)備用YYY驅(qū)動(dòng)，而不是用XXX驅(qū)動(dòng)。工程中有手動(dòng)匹配的需求，最典型的場(chǎng)景是VFIO的場(chǎng)景，想讓設(shè)備與內(nèi)核空間原本綁定的驅(qū)動(dòng)解綁，轉(zhuǎn)而采用內(nèi)核空間的通用VFIO驅(qū)動(dòng)，而VFIO驅(qū)動(dòng)又提供了userspace駕馭設(shè)備的能力。

下面我們來(lái)從原理和實(shí)踐上演示這種手動(dòng)的unbind和bind是怎么進(jìn)行的。在《Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)詳解》一書(shū)中，我們給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的globalfifo設(shè)備和globalfifo驅(qū)動(dòng)：

globalfifo-dev.ko（增加platform_device的模塊）：

static int __init globalfifodev_init(void){ int ret; globalfifo_pdev=platform_device_alloc("globalfifo",-1); ret = platform_device_add(globalfifo_pdev);... return 0; }module_init(globalfifodev_init);

globalfifo.ko（增加platform_driver的模塊）：

static struct platform_driver globalfifo_driver = { .driver = { .name = "globalfifo", .owner = THIS_MODULE, }, .probe = globalfifo_probe, .remove = globalfifo_remove,}; module_platform_driver(globalfifo_driver);

由于其中的platform_driver和platform_device的name都是“globalfifo”，符合此行的匹配規(guī)則：

strcmp(pdev->name, drv->name) == 0

設(shè)備和驅(qū)動(dòng)匹配成功，從sysfs也可以看出：

globalfifo的device和driver各自找到了對(duì)方。

現(xiàn)在我們來(lái)寫(xiě)一個(gè)第三者driver，名字叫做globalxxx，然后我們想把globalfifo device的driver指向globalxxx。因此我們要完成2步：

unbind:解除globalfifo driver與globalfifo device的綁定

bind: 進(jìn)行g(shù)lobalxxxdriver與globalfifo device的綁定

第三者globalxxx驅(qū)動(dòng)代碼類(lèi)似：

globalxxx.ko（增加platform_driver的模塊）：

static struct platform_driver globalxxx_driver = { .driver = { .name = "globalxxx", .owner = THIS_MODULE, }, .probe = globalxxx_probe, .remove = globalxxx_remove,}; module_platform_driver(globalxxx_driver);

下面我們來(lái)完成第一步的unbind，這一步很簡(jiǎn)單，跑到/sys/bus/platform/drivers/globalfifo目錄，把設(shè)備globalfifo的名字寫(xiě)進(jìn)去unbind文件：

當(dāng)然我們也可以來(lái)回折騰著unbind，bind著玩：

這樣我們看到一堆的probe（每次設(shè)備和驅(qū)動(dòng)bind成功，驅(qū)動(dòng)probe都會(huì)執(zhí)行），remove（每次設(shè)備和驅(qū)動(dòng)unbind成功，驅(qū)動(dòng)remove都會(huì)執(zhí)行），最后處于unbind狀態(tài)。

現(xiàn)在我們來(lái)把globalfifo設(shè)備bind到globalxxx驅(qū)動(dòng)：

綁定的時(shí)候提示錯(cuò)誤！

綁定的時(shí)候提示錯(cuò)誤！！

綁定的時(shí)候提示錯(cuò)誤！?。?/p>

前面我們用globalfifo的driver去bind globalfifo的device的時(shí)候，是想怎么綁就怎么綁的，想綁多少次就綁多少次的！為什么換了globalxxx來(lái)綁就不行了呢？

愛(ài)情不是你想賣(mài)想買(mǎi)就能賣(mài)

讓我掙開(kāi) 讓我明白

放手你的愛(ài)

我們來(lái)看看這個(gè)bind sysfs入口工作的函數(shù)bind_store()：

static ssize_t bind_store(struct device_driver *drv, const char *buf, size_t count){ ... dev = bus_find_device_by_name(bus, NULL, buf); if (dev && dev->driver == NULL && driver_match_device(drv, dev)) { err = device_driver_attach(drv, dev); if (err > 0) { /* success */ err = count; } else if (err == 0) { /* driver didn't accept device */ err = -ENODEV; } } ...}

看起來(lái)，如果要強(qiáng)行bind，仍然需要device_driver_attach()成立，否則內(nèi)核會(huì)返回-ENODEV錯(cuò)誤：

} else if (err == 0) { /* driver didn't accept device */ err = -ENODEV; }

根據(jù)前文對(duì)platform_match()的代碼分析，globalxxx driver和globalfifo device確實(shí)八竿子都打不著?。](méi)有任何匹配因子。

下面我們來(lái)把globalxxx的代碼稍微改一下，通過(guò)ID表來(lái)增加一個(gè)匹配因子：

static const struct platform_device_id globalxxx_ids[] = { { .name = "globalfifo", }, {}};MODULE_DEVICE_TABLE(platform, globalxxx_ids); static struct platform_driver globalxxx_driver = { .driver = { .name = "globalxxx", .owner = THIS_MODULE, }, .id_table = globalxxx_ids, .probe = globalxxx_probe, .remove = globalxxx_remove,}; module_platform_driver(globalxxx_driver);

rmmod和insmod globalxxx.ko

然后重新bind：

現(xiàn)在globalfifo device可以在globalxxx和globalfifo這2個(gè)driver里面進(jìn)行自由地bind和unbind！

看到這里，客官們一定覺(jué)得這太特么狗血了！不是說(shuō)可以自由地綁定第三者嗎？為嘛還要求這個(gè)第三者驅(qū)動(dòng)與這個(gè)原先的設(shè)備匹配呢？這有嘛意思呢？

別忘了，在platform_match中還有這么一行：

if (pdev->driver_override) return !strcmp(pdev->driver_override, drv->name);

設(shè)備完全可以自由地宣布她喜歡的第三者driver，哪怕這個(gè)第三者driver和她本身完全沒(méi)有任何的匹配因子，操作的入口就是driver_override sysfs文件。

我們完全可以保留globalxxx驅(qū)動(dòng)的原樣

static struct platform_driver globalxxx_driver = { .driver = { .name = "globalxxx", .owner = THIS_MODULE, }, .probe = globalxxx_probe, .remove = globalxxx_remove,};

不去增加任何的id_table，而換做到globalfifo device里面去寫(xiě)driver_override文件，宣布globalxxx driver可以匹配globalfifo device。

這樣之后，哪怕globalxxx driver和globalfifo device八竿子打不著，也是可以驅(qū)動(dòng)globalfifo device的。工程里面如果我們想用VFIO的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)設(shè)備，就可以這樣做：

echo vfio-platform > driver_override