为什么Linux设备驱动程序中除了init之外还需要probe方法？

Question

在linux内核中，驱动程序提供的probe()方法是做什么的？它与驱动程序的 init 函数有何不同，即为什么不能在驱动程序的 init 函数中执行 probe() 函数操作？

Answer 1

不同的设备类型可以具有probe()函数。例如，PCI和USB设备都具有probe()函数。

如果您谈论的是 PCI 设备，我建议您阅读 Linux 设备驱动程序 的第 12 章，其中涵盖了驱动程序初始化的这一部分。 USB 将在第 13 章中介绍。

更简短的答案，假设 PCI：驱动程序的 init 函数调用 pci_register_driver()，它为内核提供了它能够服务的设备列表，以及指向 >probe() 函数。然后，内核为每个设备调用一次驱动程序的 probe() 函数。

此探测函数启动每个设备的初始化：初始化硬件、分配资源以及向内核注册设备作为块或网络设备或其他设备。

这使得设备驱动程序变得更容易，因为他们永远不需要搜索设备或担心找到热插拔的设备。内核会处理该部分，并在有设备可供您处理时通知正确的驱动程序。

Answer 2

@Bandicoot ：将调用probe()来确保设备存在并且功能良好。如果设备不可热插拔，则可以将probe()的功能放在init()方法中这将减少驱动程序运行时的内存占用。 PS link

Probe() 在设备启动时发生，或者当设备连接时。对于“平台”设备，当注册平台设备并且其设备名称与设备驱动程序上指定的名称匹配时，将调用探测函数。 PS 链接

i2c_detect函数探测I2C适配器，寻找不同的地址在addr_data结构中指定。如果找到设备，则调用 Chip_Detect 函数。 PS链接。

一个链接肯定会消除您的疑虑。 PS 链接

在内核 2.4.29 中，我可以向您展示探测是如何发生的？请参见下文（文件名：drivers/acorn/char/pcf8583.c）

static struct i2c_driver pcf8583_driver = {
name:       "PCF8583",
id:     I2C_DRIVERID_PCF8583,
flags:      I2C_DF_NOTIFY,
attach_adapter: pcf8583_probe, /* This will be called from i2c-core.c P.S see below function i2c_add_driver()*/
detach_client:  pcf8583_detach,
command:    pcf8583_command

};

文件名：drivers/i2c/i2c-core.c

int i2c_add_driver(struct i2c_driver *driver)
{
    ........................
    ........................

    /* now look for instances of driver on our adapters
     */
    if (driver->flags& (I2C_DF_NOTIFY|I2C_DF_DUMMY)) {
        for (i=0;i<I2C_ADAP_MAX;i++)
            if (adapters[i]!=NULL)
                /* Ignore errors */
                driver->attach_adapter(adapters[i]); /*This is a location from where probe is called. Pointer **driver** is of type **pcf8583_driver** which you have passed into this function*/
    }
    ADAP_UNLOCK();
    return 0;
}

几个重要链接：

1) http://www.slideshare.net/varunmahajan06/i2c-subsystem-in-linux2624

2) http://www.programering.com/a/MjNwcTMwATM.html

3) http://www.linuxjournal.com/article/6717

4) http:// /www.developermemo.com/2943157/

5) http://free- electronics.com/doc/kernel-architecture.pdf

6) http://www.techques.com/question/1-3014627/Probe-problem-when-writing-a-I2C-device-driver

在用于内核的 PCI 中- 2.4.29，当供应商和设备 ID 被识别时，它会被调用。 PCI 总线驱动程序会为您完成此操作。请看下面的代码：

文件名：drivers/pci/pci.c

static int pci_announce_device(struct pci_driver *drv, struct pci_dev *dev)
{
   const struct pci_device_id *id;
   int ret = 0;
   if (drv->id_table) {
    id = pci_match_device(drv->id_table, dev); /* check for device presence*/
    if (!id) {
     ret = 0;
     goto out;
    }
   } else
  id = NULL;
  dev_probe_lock();
  if (drv->probe(dev, id) >= 0) { /* This is a location from where probe is called*/
   dev->driver = drv;
   ret = 1;
   }
   dev_probe_unlock();
  out:
  return ret;
}

Answer 3

Init(void) // 在调用驱动程序/模块时运行一次，并为内核驱动程序机器进行设置。

Probe(*pdev) // 由内核驱动程序机器根据需要使用来检测和安装实际设备

Answer 4

驱动程序 xxx_init_module() 函数通过传递对 pci_driver 类型结构的引用来调用 pci_register_driver(struct pci_driver *drv)。 struct pci_driver 是所有 PCI 驱动程序都应具有的重要结构，它使用驱动程序名称、驱动程序可以支持的 PCI 设备表列表、PCI 核心子系统的回调例程等变量进行初始化。

驱动程序 pci_driver 结构具有下面列出的重要成员字段：

1. name – 驱动程序的名称，在内核中的所有 PCI 驱动程序中是唯一的。它将出现在 /sys/bus/pci/drivers 下。

2. pci_device_id – 设备标识数据表包含此驱动程序支持的芯片类型。

3. probe – xxx_probe()函数的地址。

4. remove/suspend/resume/shutdown – 当 PCI 设备被移除/挂起/恢复/关闭时 PCI 核心系统分别调用的函数的地址。通常由上层用于电源管理。

有关如何从 PCI 核心执行驱动程序探测的更多信息，请参阅 Linux 设备驱动程序初始化。

Answer 5

多个设备和热插拔

1. 您正在运行一个大型服务器，其中有许多 PICe 连接的 GPU 加速器。在某个时刻，您决定为空闲插槽购买更多 GPU。

   如果我们使用 init，那么我们必须 rmmod 和 insmod 模块。但这需要停止所有连接的 GPU，从而导致停机。

   使用探针，我们只需插入新的 GPU 即可进行重新扫描。

2. 否则无法实现 PCIe 热插拔：https:// electronics.stackexchange.com/questions/208767/does-pcie-hotplug-actually-work-in-practice

QEMU edu PCI设备示例

QEMU有一个名为edu的教育PCI设备，它可以让我们在调用probe时轻松测试。

首先，我们需要一个最小的 Linux 内核 PCI 驱动程序， 我在这里写的。

我们可以从附加的设备开始：

-device edu

但更有趣的是，我们也可以从 QEMU 监视器附加和删除设备，在 SDL GUI 上按 Ctrl + Alt + 2 或 -monitor telnet::45454,server,nowait 在 CLI 上，使用以下命令：

device_add edu
device_del edu

如果设备在启动时连接：

• 一旦我们 insmod 模块

  ，就会调用

  probe

• dmesg包含一行类型：pci 0000:00:04， 就会调用probe : [1234:11e8] ... 这表明我们的设备已被探测到 BDF 0000:00:04。

  我们知道这是我们的设备，因为 QEMU 源代码中的供应商为 0x1234，设备 ID 为 11e8。

  因此我们得出结论，PCI 设备在启动时被探测，并存储在列表中的某个位置。

如果我们在从显示器启动后连接设备：

• 在执行此操作之前不会发生任何事情：

  回声1> /sys/总线/pci/重新扫描
  

  另请参阅：如何强制 Linux 内核枚举 PCI-e 总线？

• 重新扫描后：

  • 如果我们已经安装了，probe 会立即被调用。

    因此，在这种情况下，probe 与 insmod 分开发生，显示了它们的不同之处。

  • 如果我们没有：probe 在 insmod 之后立即调用

Answer 6

Linux 内核使用与软件设备驱动程序进程相匹配的硬件设备。 init 很早就被调用，并向内核注册 probe 函数和硬件设备名称（如“taiko_sound_card”）。这是为了告诉内核“我是这个名称的设备的软件驱动程序”。当内核遍历硬件设备（设备树或总线枚举）并找到匹配项时，它将调用您注册的 probe 函数。 现在您的软件设备驱动程序拥有硬件设备。

如果没有找到匹配的设备，您的探测器可能永远不会被调用。这就是为什么通常 init 很小并且 probe 完成所有 init 工作的原因。

Answer 7

当结构内的函数指针调用probe()方法时，探测就完成了，该结构用于与设备相关的默认或自定义平台数据进行设备绑定。
驱动程序使用大量有关设备的信息，以便当 id_table 名称字段中的条目与设备名称匹配时，探测会向驱动程序提供此类信息。