PCI子系统声明了一个bus_type结构，为pci_bus_type。它就是PCI总线的描述符。在这个变量上，链接了PCI设备以及支持PCI设备的驱动程序。1.4 PCI设备与驱动 PCI设备通常由一组参数唯一地标识，它们被vendorID，deviceID和class nodes所标识，即设备厂商，型号等，这些参数保存在pci_device_id结构中。每个PCI设备都会被分配一个pci_dev变量，内核就用这个数据结构来表示一个PCI设备。 所有的PCI驱动程序都必须定义一个pci_driver结构变量，在该变量中包含了这个PCI驱动程序所提供的不同功能的函数，同时，在这个结构中也包含了一个device_driver结构，这个结构定义了PCI子系统与PCI设备之间的接口。在注册PCI驱动程序时，这个结构将被初始化，同时这个pci_driver变量会被链接到pci_bus_type中的驱动链上去。 在pci_driver中有一个成员struct pci_device_id *id_table，它列出了这个设备驱动程序所能够处理的所有PCI设备的ID值。1.5 PCI设备与驱动的绑定过程 下面描述一下对于PCI设备与驱动绑定的过程。首先在系统启动的时候，PCI总线会去扫描连接到这个总线上的设备，同时为每一个设备建立一个pci_dev结构，在这个结构中有一个device成员，并将这些pci_dev结构链接到PCI总线描述符上的devices链。如下图所示： 第二步是当PCI驱动被加载时，pci_driver结构体将被初始化，这一过程在函数pci_register_driver中： drv->driver.bus = &pci_bus_type; drv->driver.probe = pci_device_probe; 最后会调用driver_register(&drv->driver)将这个PCI驱动挂载到总线描述符的驱动链上。同时在注册的过程中，会根据pci_driver中的id_table中的ID值去查看该驱动支持哪些设备，将这些设备挂载到pci_driver中的devices链中来。如下图所示： 对于不同的设备，可能驱动程序也不一样，因此，对于上图中的Dev3，可能就需要另外一个驱动程序来对其进行驱动。所以当加载了Dev3的驱动程序时，其示意图如下图所示： 上面这三个示意图就描述了总线、设备以及驱动在系统中是如何进行相互联系的。前面对于驱动注册这些函数的描述较为简单，因为网卡是一个PCI设备，因此在后面具体地讲到网卡注册时再来详细地讲解和PCI相关的注册等函数。1.6 小结 本部分主要讲解了总线、设备以及驱动方面的一些知识，由于网卡是一个PCI设备，因此具体地讲到了一点PCI总线、PCI设备及相应的PCI驱动方面的知识，但是由于PCI本身就是很大的一个子系统，因此这里不可能对其进行详细地讲解，在后面对网卡的分析中，将对网卡中涉及到的和PCI相关的部分进行讲解。 每个PCI设备驱动都有一个pci_driver变量，它描述了一个PCI驱动的信息，如下所示： 每个PCI驱动中都有一个id_table成员变量，记录了当前这个驱动所能够进行驱动的那些设备的ID值。 对于E100网卡驱动来说，它的pci_driver变量定义为： 里面e100_id_table就表示该E100驱动所能够支持的PCI设备的ID号，其定义为： 当PCI层检测到一个PCI设备能够被某PCI驱动所支持时（这是通过函数pci_match_one_device来进行检测的），就会调用这个PCI驱动上的probe函数，在该函数中会对该特定的PCI设备进行一些具体的初始化等操作。比如对于E100设备驱动来说，其probe函数为e100_probe。在这个函数中，会对网卡设备进行初始化。 e100_probe主要就涉及到网卡设备net_device的初始化，我们现在先来关注一下从网卡注册一直到调用e100_probe这一个过程的整个流程。2.2 E100初始化 E100驱动程序的初始化是在函数e100_init_module()中的，如下： 在这个函数中，调用了pci_register_driver()函数，对e100_driver这个驱动进行注册。2.3 PCI注册 在前面我们已经看到，PCI的注册就是将PCI驱动程序挂载到其所在的总线的drivers链，同时扫描PCI设备，将它能够进行驱动的设备挂载到driver上的devices链表上来，这里，我们将详细地查看这整个流程的函数调用关系。 pci_register_driver()->__pci_register_driver() 即是将PCI设备中的driver变量的总线指向pci_bus_type这个总线描述符，同时设置驱动的名字等。 pci_bus_type定义如下： 然后再调用函数driver_register(&drv->driver);通过这个函数将这个PCI驱动中的struct device_driver driver成员变量注册到系统中去。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register() driver_register()代码如下： klist_init()是为设备驱动的klist_devices成员进行初始化，这个klist_devices是一个对链表进行操作的包裹结构，它会链接这个驱动能够支持的那些设备。 最后就调用bus_add_driver()函数。这个函数的功能就是将这个驱动加到其所在的总线的驱动链上。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach() 在bus_add_driver()函数中，最重要的是调用driver_attach()函数，其定义如下： 该函数遍历这个驱动所在的总线上的所有设备，然后将这些设备与当前驱动进行匹配，以检测这个驱动是否能够支持某个设备，也即是将设备与驱动联系起来。 bus_for_each_dev函数是扫描在drv->bus这个总线上的所有设备，然后将每个设备以及当前驱动这两个指针传递给__driver_attach函数。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->__driver_attach() __driver_attach()函数是将驱动与设备联系起来的函数。 在函数中有两条语句： 也即是判断当前设备是否已经注册了一个驱动，如果没有注册驱动，则调用driver_probe_device()函数。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->__driver_attach()->driver_probe_device() 如下： 该函数首先会调用总线上的match函数，以判断当前的PCI驱动能否支持该PCI设备，如果可以，则继续往后面执行。 drv->bus->match函数也即是pci_bus_type中的match成员变量，它为pci_bus_match函数。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->__driver_attach()->driver_probe_device()->pci_bus_match() pci_bus_match函数的作用就是将PCI设备与PCI驱动进行比较以检查该驱动是否能够支持这个设备。在函数的最前面是两个宏to_pci_dev和to_pci_driver。因为在函数执行的过程中，虽然最开始传进来的是pci_driver结构与pci_dev结构，但是在执行的时候却取了这两个结构体中的device_driver和device成员变量，所以现在就要通过这两个成员变量找到之前对应的pci_driver和pci_dev结构的地址。#define to_pci_dev(n) container_of(n, struct pci_dev, dev)#define to_pci_driver(drv) container_of(drv,struct pci_driver, driver) 这两个宏在 3rd书上有相应的讲解，这里也就是找到E100的pci_driver：e100_driver以及该网卡设备的pci_dev结构。现在就要对它们进行比较以看它们之间是否能够联系起来。这是通过函数pci_match_device实现的。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->__driver_attach()->driver_probe_device()->pci_bus_match()->pci_match_device() pci_match_one_driver函数的作用是将一个PCI设备与PCI驱动进行比较，以查看它们是否相匹配。如果相匹配，则返回匹配的pci_device_id结构体指针。 此时，如果该PCI驱动已经找到了一个可以想符的PCI设备，则返回，然后再退回到之前的driver_probe_device函数中。在该函数最后将调用really_probe函数。将device_driver与device结构体指针作为参数传递到这个函数中。下面几行是调用驱动或者总线的probe函数来扫描设备。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->__driver_attach()->driver_probe_device()->really_probe() 在函数really_probe()中： 此时的dev->bus为pci_bus_type，其probe函数则对应为：pci_device_probe。 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->__driver_attach()->driver_probe_device()->really_probe()->pci_device_probe() 同样，在该函数中会获得当前的PCI设备的pci_dev结构体指针以及PCI驱动程序的pci_driver结构体指针。分别使用宏to_pci_dev和to_pci_driver。最后则调用函数__pci_device_probe。在该函数中还会调用函数pci_call_probe，这是最后的函数 pci_register_driver()->__pci_register_driver()->driver_register()->bus_add_driver()->driver_attach()->__driver_attach()->driver_probe_device()->really_probe()->pci_device_probe()->__pci_device_probe()->pci_call_probe() 在函数pci_call_probe里有一条语句： 在此处就调用了pci_driver的probe函数，对于这里的E100驱动来说，它的probe函数是最开始注册的e100_probe函数，在该函数中会完成对网卡设备net_device的初始化等操作。 到这里，我们对网卡驱动的PCI层的初始化分析就告一个段落了，剩下的部分就是网卡驱动对网卡设备本身的初始化等操作。
