前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >linux中OTG识别到一个U盘后产生一个sg节点的全过程

linux中OTG识别到一个U盘后产生一个sg节点的全过程

作者头像
啊源股
发布2019-11-27 22:48:34
2K0
发布2019-11-27 22:48:34
举报
文章被收录于专栏:编程入门之C语言

注:本篇文章暂时不做流程图,如果有需求后续补做。

1. 需要准备的源码文件列表:

base部分:

kernel\base\core.c

kernel\base\bus.c

kernel\base\dd.c

kernel\base\class.c

kernel\base\driver.c

头文件部分:

kernel\include\linux\device.h

kernel\include\linux\usb.h

kernel\include\scsi\scsi_host.h

usb核心部分:

kernel\driver\usb\core\usb.c

kernel\driverusb\core\driver.c

kernel\driverusb\core\hub.c

kernel\driverusb\core\driver.c

kernel\drivers\usb\core\message.c

kernel\drivers\usb\core\generic.c

大容量设备部分:

kernel\driverusb\storage\usb.c

scsi部分:

kernel\driverscsi\scsi_scan.c

kernel\driverscsi\scsi_sysfs.c

kernel\driverscsi\sg.c

2. 当一个U盘插入linux设备前发生的事情:

a. 最开始注册hub部分:

  需要关注注册驱动的有hub, usb, usb-storage。hub中用来做检测usb口是否有OTG的东东接入,usb是所有usb接入设备的老大哥,usb-storage只是usb的一个小老弟。

翻到 kernel\driver\usb\core\usb.c 源码,这里先注册了hub驱动,再注册了usb驱动。

注:代码中“...”表示忽略这部分的代码,只需要关注贴出来的代码即可。

代码语言:javascript
复制
static int __init usb_init(void)
{
...
	retval = usb_hub_init();//注册hub驱动
...
}  

先看hub注册过程,打开kernel\driverusb\core\hub.c,

代码语言:javascript
复制
static struct usb_driver hub_driver = {
	.name =		"hub",
...
};

int usb_hub_init(void)
{
	if (usb_register(&hub_driver) < 0) {
		printk(KERN_ERR "%s: can't register hub driver\n",
			usbcore_name);
		return -1;
	}
...
}

先关注usb_register,省略的部分后面再关注,打开kernel\include\linux\usb.h,

代码语言:javascript
复制
/* use a define to avoid include chaining to get THIS_MODULE & friends */
#define usb_register(driver) \
	usb_register_driver(driver, THIS_MODULE, KBUILD_MODNAME)

然后进入kernel\driverusb\core\driver.c中的

代码语言:javascript
复制
int usb_register_driver(struct usb_driver *new_driver, struct module *owner,
			const char *mod_name)
{
...
	new_driver->drvwrap.driver.name = (char *) new_driver->name;
	new_driver->drvwrap.driver.bus = &usb_bus_type;
	new_driver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_interface;
...
	retval = driver_register(&new_driver->drvwrap.driver);
	if (retval)
		goto out;
...
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_register_driver); 
代码语言:javascript
复制
driver_register的实现在kernel\base\driver.c中,
代码语言:javascript
复制
int driver_register(struct device_driver *drv)
{
...
	ret = bus_add_driver(drv);
...
}
代码语言:javascript
复制
bus_add_driver的实现在kernel\base\bus.c中,
代码语言:javascript
复制
int bus_add_driver(struct device_driver *drv)
{
...
	error = kobject_init_and_add(&priv->kobj, &driver_ktype, NULL,
				     "%s", drv->name);
...

	klist_add_tail(&priv->knode_bus, &bus->p->klist_drivers);
...	
     module_add_driver(drv->owner, drv);
...

}
代码语言:javascript
复制
这段处理大概就是把hub驱动加入到了一个链表中,因为链表就是拿来做数据操作,基本就是增加,删除,修改,遍历查找的,后续用到的时候再讲即可,hub注册部分就是这样了。

b. 注册usb部分:

打开kernel\driver\usb\core\usb.c,就在注册hub驱动的下3行,注册了usb设备驱动,

代码语言:javascript
复制
static int __init usb_init(void)
{
...
	retval = usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE);
...
}

然后进入kernel\driverusb\core\driver.c中的,

代码语言:javascript
复制
int usb_register_device_driver(struct usb_device_driver *new_udriver,
		struct module *owner)
{
...
	new_udriver->drvwrap.driver.name = (char *) new_udriver->name;
	new_udriver->drvwrap.driver.bus = &usb_bus_type;
	new_udriver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_device;
...
	retval = driver_register(&new_udriver->drvwrap.driver);

...
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(usb_register_device_driver);

 又到了driver_register,最后也就是把usb设备驱动添加到一个链表中,等待着遍历执行的时刻。

c. 注册usb-storage部分:

打开usb\storage\usb.c,这里注册了usb-storage的驱动,这个驱动就是与U盘节点有关的。

代码语言:javascript
复制
static struct usb_driver usb_storage_driver = {
	.name =		"usb-storage",
...
};

module_usb_driver(usb_storage_driver);

可以看看它的实现,打开kernel\include\linux\usb.h,

代码语言:javascript
复制
#define module_usb_driver(__usb_driver) \
	module_driver(__usb_driver, usb_register, \
		       usb_deregister)

可以在kernel\include\linux\device.h查看module_driver的实现,

代码语言:javascript
复制
#define module_driver(__driver, __register, __unregister, ...) \
static int __init __driver##_init(void) \
{ \
	return __register(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \
} \
module_init(__driver##_init); \
static void __exit __driver##_exit(void) \
{ \
	__unregister(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); \
} \
module_exit(__driver##_exit);  

就是一个宏,注册用usb_register,反向注册用usb_deregister,然后再module_init它,就会在开机的时候执行了。至于usb_register,最后也就是把usb-storage驱动添加到一个链表中,等待着遍历执行的时刻。

3. 当一个U盘插入linux设备后:

a. 需要有一个线程等待检测U盘插入,重新回到kernel\driverusb\core\hub.c,

代码语言:javascript
复制
int usb_hub_init(void)
{
...
	khubd_task = kthread_run(hub_thread, NULL, "khubd");
...
}
代码语言:javascript
复制
static int hub_thread(void *__unused)
{
...
	do {
		hub_events();
		wait_event_freezable(khubd_wait,
				!list_empty(&hub_event_list) ||
				kthread_should_stop());
	} while (!kthread_should_stop() || !list_empty(&hub_event_list));
...
}
代码语言:javascript
复制
static void hub_events(void)
{
...
	while (1) {
...            
               hdev = hub->hdev; //这里有一段获取usb驱动设备过程,忽略,因为我还没仔细研究过

...
			if (connect_change)
				hub_port_connect_change(hub, i,
						portstatus, portchange);
		}
...
}
代码语言:javascript
复制
static void hub_port_connect_change(struct usb_hub *hub, int port1,
					u16 portstatus, u16 portchange)
{
...
		/* Run it through the hoops (find a driver, etc) */
		if (!status) {
			status = usb_new_device(udev);
...
}
代码语言:javascript
复制
int usb_new_device(struct usb_device *udev)
{
...
	err = device_add(&udev->dev);
...
}

进入到kernel\base\core.c中,

代码语言:javascript
复制
int device_add(struct device *dev)
{
...
	bus_probe_device(dev);
...
}

进入到kernel\base\bus.c中,

代码语言:javascript
复制
void bus_probe_device(struct device *dev)
{
...
		ret = device_attach(dev);
...
}

进入到kernel\base\dd.c中,

代码语言:javascript
复制
int device_attach(struct device *dev)
{
...
		ret = bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach);
...
}
代码语言:javascript
复制
int bus_for_each_drv(struct bus_type *bus, struct device_driver *start,
		     void *data, int (*fn)(struct device_driver *, void *))
{
...
		error = fn(drv, data);
...
}
代码语言:javascript
复制
static int __device_attach(struct device_driver *drv, void *data)
{
...
	return driver_probe_device(drv, dev);
}
代码语言:javascript
复制
int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
{
...
	ret = really_probe(dev, drv);
....
}
代码语言:javascript
复制
static int really_probe(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
...
	} else if (drv->probe) {
		ret = drv->probe(dev);
		if (ret)
			goto probe_failed;
	}
...
}

  之前链表插入的usb设备驱动的probe就在此刻被遍历出来,然后调用。

回顾插入的函数指针,打开kernel\driverusb\core\driver.c,

代码语言:javascript
复制
int usb_register_device_driver(struct usb_device_driver *new_udriver,
		struct module *owner)
{
...
	new_udriver->drvwrap.driver.probe = usb_probe_device;
...
}

进入 

代码语言:javascript
复制
static int usb_probe_device(struct device *dev)
{
	struct usb_device_driver *udriver = to_usb_device_driver(dev->driver);
...
		error = udriver->probe(udev);
...
}

由kernel\include\linux\usb.h中:

代码语言:javascript
复制
#define	to_usb_device_driver(d) container_of(d, struct usb_device_driver, \
		drvwrap.driver)

和kernel\driver\usb\core\usb.c中:

代码语言:javascript
复制
retval = usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE);

可知

这里的probe会调用usb_generic_driver的probe,因为container_of的作用就是把指向d的指针返回,返回的指针即为&usb_generic_driver。

打开kernel\drivers\usb\core\generic.c,

代码语言:javascript
复制
struct usb_device_driver usb_generic_driver = {
	.name =	"usb",
	.probe = generic_probe,
...
};
代码语言:javascript
复制
static int generic_probe(struct usb_device *udev)
{
...
			err = usb_set_configuration(udev, c);
...
}

打开kernel\drivers\usb\core\message.c,

代码语言:javascript
复制
int usb_set_configuration(struct usb_device *dev, int configuration)
{
...
		ret = device_add(&intf->dev);
...
}

之前提到过device_add->bus_probe_device->device_attach->__device_attach->driver_probe_device->really_probe->传入的设备对应的驱动probe。

在usb_set_configuration或者之前,肯定有一个获取usb-storage驱动信息的过程,总之这次的probe会进入usb_probe_interface,驱动就是之前注册的usb-storage。

打开kernel\driverusb\core\driver.c,

代码语言:javascript
复制
static int usb_probe_interface(struct device *dev)
{
      struct usb_driver *driver = to_usb_driver(dev->driver);
...
	error = driver->probe(intf, id);
...
}

同之前container_of返回指向p的指针分析的一样,这次返回的指针是&usb_storage_driver。

打开kernel\driverusb\storage\usb.c,

代码语言:javascript
复制
static int storage_probe(struct usb_interface *intf,
			 const struct usb_device_id *id)
{
...
     result = usb_stor_probe1(&us, intf, id, unusual_dev);
...
	result = usb_stor_probe2(us);
...
}

static struct usb_driver usb_storage_driver = {
	.name =		"usb-storage",
     .probe = storage_probe,
...
};
代码语言:javascript
复制
int usb_stor_probe1(struct us_data **pus,
		struct usb_interface *intf,
		const struct usb_device_id *id,
		struct us_unusual_dev *unusual_dev)
{
...
	INIT_DELAYED_WORK(&us->scan_dwork, usb_stor_scan_dwork);
...
}
代码语言:javascript
复制
int usb_stor_probe2(struct us_data *us)
{
...
	queue_delayed_work(system_freezable_wq, &us->scan_dwork,
			delay_use * HZ);
...
}

 这段就是usb_stor_probe1中注册了一个延时的工作队列,然后usb_stor_probe2唤醒这个工作队列注册的函数usb_stor_scan_dwork工作。

代码语言:javascript
复制
static void usb_stor_scan_dwork(struct work_struct *work)
{
...
	scsi_scan_host(us_to_host(us));
...
}

下一步就是scsi子系统的工作了。

b. sg节点的创建。

打开kernel\driverscsi\scsi_scan.c,

代码语言:javascript
复制
void scsi_scan_host(struct Scsi_Host *shost)
{
...
	async_schedule(do_scan_async, data);
...
}
代码语言:javascript
复制
static void do_scan_async(void *_data, async_cookie_t c)
{
...
	scsi_finish_async_scan(data);
}
代码语言:javascript
复制
static void scsi_finish_async_scan(struct async_scan_data *data)
{
...
	scsi_sysfs_add_devices(shost);
...
}
代码语言:javascript
复制
static void scsi_sysfs_add_devices(struct Scsi_Host *shost)
{
...
		if (!scsi_host_scan_allowed(shost) ||
		    scsi_sysfs_add_sdev(sdev) != 0)
			__scsi_remove_device(sdev);
	}
}

打开kernel\driverscsi\scsi_sysfs.c,

代码语言:javascript
复制
int scsi_sysfs_add_sdev(struct scsi_device *sdev)
{
...
	error = device_add(&sdev->sdev_dev);
...
} 

注:这里传的是&sdev->sdev_dev,而不是&sdev->sdev_gendev

又到了device_add,这次可不是走really_probe那么简单了,直接show出关键代码,

打开kernel\base\core.c,

代码语言:javascript
复制
int device_add(struct device *dev)
{
...
			if (class_intf->add_dev)
				class_intf->add_dev(dev, class_intf);
...
}  

add_dev会调用哪个class_interface?

打开kernel\driverscsi\sg.c

代码语言:javascript
复制
static int __init
init_sg(void)
{
...
	rc = scsi_register_interface(&sg_interface);
...
}
代码语言:javascript
复制
static struct class_interface sg_interface = {
	.add_dev	= sg_add,
	.remove_dev	= sg_remove,
};

可知调用的add_dev就是sg_add,所以节点sg就是以下代码创建的。

代码语言:javascript
复制
static int
sg_add(struct device *cl_dev, struct class_interface *cl_intf)
{
...
	sdp = sg_alloc(disk, scsidp);
...
}
代码语言:javascript
复制
static Sg_device *sg_alloc(struct gendisk *disk, struct scsi_device *scsidp)
{
...
	sprintf(disk->disk_name, "sg%d", k);
...
}

源码太多,花了我大把时间才捋清。

大体就是,注册一堆东东,总线(usb)啊,驱动设备(usb)啊,驱动(hub,usb-storage)啊,class(sg_interface)啊等等,然后跑一个线程,检测到需要的东东后,比对注册到特定链表的数据,然后就调用各种probe和注册的接口如add_dev等。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2019-11-26 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
相关产品与服务
对象存储
对象存储(Cloud Object Storage,COS)是由腾讯云推出的无目录层次结构、无数据格式限制,可容纳海量数据且支持 HTTP/HTTPS 协议访问的分布式存储服务。腾讯云 COS 的存储桶空间无容量上限,无需分区管理,适用于 CDN 数据分发、数据万象处理或大数据计算与分析的数据湖等多种场景。
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档