Linux典型裝置架構-通知機制 & 結論

    如果要提供一個方法讓新裝置註冊後在/dev目錄下建立相對應的裝置檔案，kernel為每個bus提供了一個通知的機制，他其實就是一個linked-list的架構，當有新的裝置註冊或是就的裝置移除時，就會走訪這個linked-list下掛的結構，並執行對應的callback function。也就是說test_chrdev如果要被通知，就必須註冊相對應的callback function到test_bus的通知鏈上，我們看看需要怎麼做 。

static int test_notifier_call(struct notifier_block *nb, unsigned long act, void *data)
{
    struct device *dev = data;
   
    switch (act) {
    case BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE:
        printk("notify add device\n");
        return create_dev(dev, NULL);
    case BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE:
        printk("notify delete device\n");
        return destroy_dev(dev, NULL);
    }

    return 0;
}

struct notifier_block test_notifier = {
    .notifier_call = test_notifier_call,
};

    test_notifier_call()就是我們的callback function，當有新裝置註冊，這個函式就會被執行，並且傳入BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE的動作和註冊的device結構，當接收到這個動作後就可以調用之前提過的create_dev()函式在/dev下建立相對應的裝置檔案。那有裝置移除就會收到BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE的動作，也是調用destroy_device()函式移除在/dev目錄下的裝置。notifier_block就是會被掛在每個bus下的linked-list的結構。

    那想要這個callback function的被test_bus通知的方式就是在test_chrdev_init()和test_chrdev_exit()裡各增加註冊和移除的函式。

bus_register_notifier(&test_bus_type, &test_notifier);
bus_unregister_notifier(&test_bus_type, &test_notifier);

    到這邊Linux的裝置架構也講完了，每一層的分工也大概清楚了，那最後載入所有的module後在/sys目錄下會呈現怎樣的架構呢?請看下圖囉!

這張圖裡面藍色方塊都是預設會有的目錄，其他顏色的方塊是載入所有module後才會出現的目錄，而綠色的方塊其實只是一個symbolic link，它們會指向相對應的橘色方塊的目錄，test_inst在這邊並不會出現，所以用虛線表示，它只有在probe()方法裡面被建立，並沒有被註冊。最後也用一張圖來看一下從user space到底層的存取方式。

從user space一直到test_chrdev的存取方式應該很熟悉，在"一個簡單的字元裝置"曾經講過，而test_chrdev和test_device之間就是透過test_deivce提供的callback functions來溝通了。

    這個架構在kernel裡面應用的實例其實很多，例如I2C，SPI Flash，MTD(NOR Flash or NAND Flash)，UART...等等。其實他們的abstarction layer已經開發得很完整了，我們只需要拿來直接用就可以了，需要重新開發的部份就是依照我們的platform 的datasheet寫出和硬體有關的部份。

    那照這樣講字元裝置的部份平常並不會接觸到囉？當然不是啦！我們在user space要使用這些裝置的時候必須要知道他們在abstarction layer是怎麼調用下層的裝置，並不是所有都可以用單純的read()和write()來完成，舉例來說，I2C裝置因為傳輸格式的關係，read()和write()沒辦法滿足這個需求，所以在abstraction layer幾乎都是用ioctl()跟下層溝通，這樣就要知道傳給ioctl()的命令號和參數(arg)的結構。如果板子上有用到CPLD，且他是接在Parallel Flash Bus上，那字元裝置的mmap()函式就很有用，可以把相對應的記憶體位址映射到user space，之後就直接用這個位址和每個CPLD功能的offset位置操作相對應的功能。所以不要忽視字元裝置，即使他是比較簡單的架構，他在kernel裡也扮演了舉足輕重的角色！