i2c的設(shè)備樹(shù)和驅(qū)動(dòng)是如何匹配以及何時(shí)調(diào)用probe的？粉絲手里的I2C外設(shè)是ov5640，一個(gè)攝像頭。
設(shè)備樹(shù)信息如下：

ov5640:ov5640@3c{
compatible="ovti,ov5640";
reg=<0x3c>;
pinctrl-names="default";
pinctrl-0=<&pinctrl_csi1
?????????????????????????????&csi_pwn_rst>;
clocks=<&clks?IMX6UL_CLK_CSI>;
clock-names="csi_mclk";
pwn-gpios=<&gpio1?41>;
rst-gpios=<&gpio1?20>;
csi_id=<0>;
mclk=<24000000>;
mclk_source=<0>;
status="okay";
port{
ov5640_ep:endpoint{
remote-endpoint=<&csi1_ep>;
};
};
};

驅(qū)動(dòng)最重要的結(jié)構(gòu)體如下：

要搞懂這個(gè)問(wèn)題，我們需要有一些基礎(chǔ)知識(shí)：

1.內(nèi)核如何維護(hù)i2c總線

Linux內(nèi)核維護(hù)很多總線，platform、usb、i2c、spi、pci等等，這個(gè)總線的架構(gòu)在內(nèi)核中都支持的很完善，內(nèi)核通過(guò)以下結(jié)構(gòu)體來(lái)維護(hù)總線：

structbus_type{
constchar*name;
constchar*dev_name;
structdevice*dev_root;
structdevice_attribute*dev_attrs;/*usedev_groupsinstead*/
conststructattribute_group**bus_groups;
conststructattribute_group**dev_groups;
conststructattribute_group**drv_groups;

int(*match)(structdevice*dev,structdevice_driver*drv);
int(*uevent)(structdevice*dev,structkobj_uevent_env*env);
int(*probe)(structdevice*dev);
int(*remove)(structdevice*dev);
void(*shutdown)(structdevice*dev);

int(*online)(structdevice*dev);
int(*offline)(structdevice*dev);

int(*suspend)(structdevice*dev,pm_message_tstate);
int(*resume)(structdevice*dev);

conststructdev_pm_ops*pm;

structiommu_ops*iommu_ops;

structsubsys_private*p;
structlock_class_keylock_key;
};

i2c對(duì)應(yīng)總線結(jié)構(gòu)體變量為i2c_bus_type，定義如下：

drivers/i2c/I2c-core.c

structbus_typei2c_bus_type={
.name="i2c",
.match=i2c_device_match,
.probe=i2c_device_probe,
.remove=i2c_device_remove,
.shutdown=i2c_device_shutdown,
.pm=&i2c_device_pm_ops,
};

其中：

1. i2c_device_match(),匹配總線維護(hù)的驅(qū)動(dòng)鏈表和設(shè)備信息鏈表，如果其中名字完全相同，則返回true，否則false；
2. i2c_device_probe(),當(dāng)我們注冊(cè)一個(gè)i2c_drive或者i2c_client結(jié)構(gòu)體時(shí)，會(huì)從對(duì)應(yīng)的鏈表中查找節(jié)點(diǎn)，并通過(guò)i2c_device_match函數(shù)比較，如果匹配成功，則調(diào)用i2c_drive中定義的probe函數(shù)，即ov5640的ov5640_probe()函數(shù)；
3. remove：如果卸載i2c_drive或者i2c_client結(jié)構(gòu)體，會(huì)調(diào)用該函數(shù)卸載對(duì)應(yīng)的資源；
4. shutdown、pm是電源管理的接口，在此不討論。

該結(jié)構(gòu)體變量在函數(shù)i2c_init()中初始化：

staticint__initi2c_init(void)
{
…………
retval=bus_register(&i2c_bus_type);
…………
}

i2c架構(gòu)是通用架構(gòu)，可支持多種不同的i2c控制器驅(qū)動(dòng)。

2. i2c架構(gòu)如何如何管理硬件信息和驅(qū)動(dòng)？

不論哪一種總線，一定會(huì)維護(hù)兩個(gè)鏈表，一個(gè)是驅(qū)動(dòng)鏈表，一個(gè)是硬件信息鏈表。鏈表如下：

i2c總線的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)信息如下：

「struct i2c_driver」

structi2c_driver{
unsignedintclass;

/*Notifiesthedriverthatanewbushasappeared.Youshouldavoid
*usingthis,itwillberemovedinanearfuture.
*/
int(*attach_adapter)(structi2c_adapter*)__deprecated;

/*Standarddrivermodelinterfaces*/
int(*probe)(structi2c_client*,conststructi2c_device_id*);
int(*remove)(structi2c_client*);

/*drivermodelinterfacesthatdon'trelatetoenumeration*/
void(*shutdown)(structi2c_client*);
int(*suspend)(structi2c_client*,pm_message_tmesg);
int(*resume)(structi2c_client*);

/*Alertcallback,forexamplefortheSMBusalertprotocol.
*Theformatandmeaningofthedatavaluedependsontheprotocol.
*FortheSMBusalertprotocol,thereisasinglebitofdatapassed
*asthealertresponse'slowbit("eventflag").
*/
void(*alert)(structi2c_client*,unsignedintdata);

/*aioctllikecommandthatcanbeusedtoperformspecificfunctions
*withthedevice.
*/
int(*command)(structi2c_client*client,unsignedintcmd,void*arg);

structdevice_driverdriver;
conststructi2c_device_id*id_table;

/*Devicedetectioncallbackforautomaticdevicecreation*/
int(*detect)(structi2c_client*,structi2c_board_info*);
constunsignedshort*address_list;
structlist_headclients;
};

1. 當(dāng)總線匹配驅(qū)動(dòng)和硬件信息成功后就會(huì)調(diào)用其中的probe()函數(shù)；
2. struct device_driver driver，內(nèi)核中注冊(cè)的驅(qū)動(dòng)模塊，必須包含該類(lèi)型的結(jié)構(gòu)體成員。

「struct i2c_client」

3. i2c_driver和i2c_client

1) i2c_driver如何注冊(cè)

i2c_driver結(jié)構(gòu)需要我們自己定義，然后通過(guò)函數(shù)i2c_register_driver()注冊(cè)，將該結(jié)構(gòu)體變量注冊(cè)到i2c_driver鏈表，同時(shí)從i2c_client鏈表中查找是否有匹配的節(jié)點(diǎn):

設(shè)備樹(shù)情況下，會(huì)比較i2c_drive->driver->of_match_table->compatible和i2c_client->name，對(duì)應(yīng)例子中的of_ov5640_id：

非設(shè)備樹(shù)比較i2c_drive->id_table->name和i2c_client->name，對(duì)應(yīng)例子中的ov5640_id：

代碼中并沒(méi)有直接調(diào)用函數(shù)i2c_register_driver()注冊(cè)，而是使用了下面的這個(gè)宏：

該宏定義如下：

include/linux/I2c.h

該宏其實(shí)自動(dòng)幫我生成了insmod和rmmod會(huì)用到宏module_init和module_exit，以及注冊(cè)和注銷(xiāo)i2c_driver結(jié)構(gòu)體的代碼。

如果看不明白宏，可以編寫(xiě)測(cè)試文件：test.c

#definemodule_i2c_driver(__i2c_driver)
module_driver(__i2c_driver,i2c_add_driver,
i2c_del_driver)

#definemodule_driver(__driver,__register,__unregister,...)
staticint__init__driver##_init(void)
{
return__register(&(__driver),##__VA_ARGS__);
}
module_init(__driver##_init);
staticvoid__exit__driver##_exit(void)
{
__unregister(&(__driver),##__VA_ARGS__);
}
module_exit(__driver##_exit);

module_i2c_drive(ov5640_i2c_driver);

預(yù)編譯:

gcc-Etest.c

得到宏替換后的結(jié)果：

staticint__initov5640_i2c_driver_init(void)
{
returni2c_add_driver(&(ov5640_i2c_driver));
}
module_init(ov5640_i2c_driver_init);
staticvoid__exitov5640_i2c_driver_exit(void)
{
i2c_del_driver(&(ov5640_i2c_driver));
}
module_exit(ov5640_i2c_driver_exit);;

內(nèi)核中有大量的高效簡(jiǎn)潔的宏定義，Linux內(nèi)核就是個(gè)寶庫(kù)，里面有大量的優(yōu)秀的代碼，想提高自己的編程能力，就一定要多看代碼，代碼讀百遍，其義自見(jiàn)。

一口君認(rèn)為，如果Linux代碼都看不太明白，就不要自稱(chēng)精通C語(yǔ)言，充其量是會(huì)用C語(yǔ)言。

2）i2c_client如何生成(只討論有設(shè)備樹(shù)的情況)

在有設(shè)備樹(shù)的情況下，i2c_client的生成是要在控制器驅(qū)動(dòng)adapter注冊(cè)情況下從設(shè)備樹(shù)中枚舉出來(lái)的。

i2c控制器有很多種，不同的廠家都會(huì)設(shè)計(jì)自己特有的i2c控制器，但是不論哪一個(gè)控制器，最終都會(huì)調(diào)用 i2c_register_adapter()注冊(cè)控制器驅(qū)動(dòng)。

i2c_client生成流程如下：

三、 i2c的設(shè)備樹(shù)和驅(qū)動(dòng)是如何匹配以及何時(shí)調(diào)用probe？

1. i2c的設(shè)備樹(shù)和驅(qū)動(dòng)是如何match，何時(shí)調(diào)用probe？

從第二章第3節(jié)可知，驅(qū)動(dòng)程序中 module_i2c_drive()這個(gè)宏其實(shí)最終是調(diào)用 i2c_add_driver(&(ov5640_i2c_driver));注冊(cè)ov5640_i2c_driver結(jié)構(gòu)體；當(dāng)我們insmod加載驅(qū)動(dòng)模塊文件時(shí)，會(huì)調(diào)用i2c_add_driver()。

該函數(shù)定義如下：

#definei2c_add_driver(driver)
i2c_register_driver(THIS_MODULE,driver)

下面我們來(lái)追蹤i2c_register_driver()這個(gè)函數(shù)：

其中drv->bus就是我們之前所說(shuō)的i2c_bus_type，上圖中，分別調(diào)用了.match、.probe：

structbus_typei2c_bus_type={
.name="i2c",
.match=i2c_device_match,
.probe=i2c_device_probe,
.remove=i2c_device_remove,
.shutdown=i2c_device_shutdown,
.pm=&i2c_device_pm_ops,
};

下面我們來(lái)追一追這兩個(gè)函數(shù)

2. i2c_device_match()

3. i2c_device_probe

如下圖所示，通過(guò)driver->probe()調(diào)用到我們定義的struct i2c_driver ov5640_i2c_driver結(jié)構(gòu)體變量中的ov5640_probe()函數(shù)：

【注意】 內(nèi)核代碼中大量使用到driver = to_i2c_driver(dev->driver);通過(guò)通用的結(jié)構(gòu)體變量成員struct device_driver *driver來(lái)查找自己注冊(cè)的xx_driver地址。