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7.8 KiB
Raw Blame History

illumos / Solaris：DDI/DKI 驱动骨架 / dev_ops / cb_ops

illumos 的驱动骨架**非常固定**，所以反而好恢复——**关键是别把它当成 load/unload + file_operations 那一套**： 
_init / _fini / _info
  → modlinkage
  → modldrv
  → dev_ops        （设备级操作：getinfo / probe / attach / detach / power / quiesce …）
  → cb_ops         （字符/块级操作：open / close / read / write / ioctl / mmap/devmap …）

第二个关键点是占位符有语义：

占位 含义
nulldev 合法 no-op（该入口不需要做事）
nodev 不支持该操作，返回 ENXIO

把两者都归成 "unused" 会直接把"这个驱动支持什么"判断错。 </CORE RULE>

一、模块入口三件套

入口 职责
_init 一次性、模块级初始化（如 soft state 初始化、驱动全局互斥）；随后调用 mod_install(&modlinkage)；若安装失败必须回滚已做的初始化，并返回相应错误
_fini 调用 mod_remove(&modlinkage)；只有成功时才释放 _init 里分配的资源
_info 返回模块信息，通常就是把 modlinkage 交给 mod_info()

两条容易忽略的约束：

  • 每实例初始化属于 attach()，不属于 _init()——在 _init 里找"某个设备实例的初始化"会扑空
  • _init 调用 mod_install() 之后不得再改挂在 modlinkage 上的数据结构（系统可能复制或改动它们）
  • _fini 可能在仍有硬件实例 attach 的情况下被调用：此时 mod_remove() 失败，驱动不得释放资源——"卸载函数里一定会释放"不成立

二、modlinkage / modldrv：从入口到 dev_ops 的桥

  • modldrv 里放：模块类型（&mod_driverops）、一句描述、以及指向该驱动 dev_ops 的指针
  • modlinkage 里放：MODREV_1 与指向 modldrv 的指针（其后为 NULL 结尾）
  • 这个 modlinkage 正是传给 mod_install() / mod_remove() / mod_info() 的东西

RE 含义：_init 的第一个参数/locals 会指向 modlinkage——顺着这条静态引用链，可以一次拿到 dev_ops 与 cb_ops 的位置，比从 open 反着找快得多。

三、dev_ops：设备级操作（字段在编译期全部设定）

字段 说明
devo_rev 驱动构建版本，置为 DEVO_REV
devo_refcnt 引用计数，置 0
devo_getinfo 取驱动/设备信息
devo_identify 已废弃，按约定置 nulldev
devo_probe 探测设备（自识别设备不需要 probe 时置 nulldev）
devo_attach 附着/恢复：int (*)(dev_info_t *dip, ddi_attach_cmd_t cmd)
devo_detach 脱离/挂起：int (*)(dev_info_t *dip, ddi_detach_cmd_t cmd)
devo_reset 本版本不支持，置 nodev
devo_cb_ops 叶驱动指向 cb_ops
devo_bus_ops nexus（总线）驱动用；叶驱动为 NULL
devo_power 电源管理
devo_quiesce 静默设备；可置为"无需 quiesce"的实现

外加 devo_getinfo / devo_identify 一类占位：nulldev 与 nodev 的选择本身就是"该驱动支持什么"的编码。

四、attach / detach 的命令值：不是"第一次附着"那么简单

attach(9E) 的语义就是**"附着设备，或恢复设备"**，由 cmd 区分：

  • DDI_ATTACH（必需）：初始化某个设备实例；每个实例调用一次；此时常规内核服务可用；在 attach 成功之前，驱动能被调用的入口极少（另有 getinfo）
  • DDI_RESUME（可选，支持挂起/恢复才需要）：在 detach(9E) 以 DDI_SUSPEND 成功返回之后被调用；必须恢复硬件状态（电源可能已被移除）、让挂起的请求继续、并服务新请求；不得对硬件当前状态作假设
  • 版本差异：更老的 Solaris 资料里还有 DDI_PM_RESUME（配套 DDI_PM_SUSPEND），属于已废弃的 PM 接口（pm(9P) 已说明原 PM 接口过时）——见到它说明代码年代较早，不要把它当"厂商私有扩展"
  • 还有一类 pm-hardware-state 属性（needs-suspend-resume / no-suspend-resume / parental-suspend-resume）会影响 detach(DDI_SUSPEND) 与 attach(DDI_RESUME) 是否被调用——"挂了但没走到 resume"可能是配置决定的
  • 返回值：DDI_SUCCESS / DDI_FAILURE；遇到保留值必须返回失败

所以下面这种 switch 不是奇怪写法：

switch (cmd) {
case DDI_ATTACH: ...
case DDI_RESUME: ...
}

把 resume 分支判成 vendor 扩展，是这一域典型误判。

五、cb_ops：字符/块操作，占位符语义同样重要

叶驱动经 devo_cb_ops 指向 cb_ops，其中包含 open / close / read / write / ioctl / devmap / mmap / segmap / chpoll / prop_op / … 以及 cb_flag（如 D_MP）与版本字段。

典型填写方式（可直接当"这个驱动到底支持什么"的判据用）：

nodev  → 明确不支持该操作（返回 ENXIO）
nulldev → 不需要做事的合法占位
nochpoll / ddi_prop_op 一类 → 专用默认实现
NULL   → 例如不使用 STREAMS 时 cb_stream 为 NULL

决策树

拿到 illumos/Solaris 驱动
├─ 先走骨架：_init → modlinkage → modldrv → dev_ops → cb_ops
│    ├─ _init 里 mod_install 的参数即 modlinkage（静态引用链一次拿全）
│    └─ 每实例初始化在 attach()，不在 _init()
├─ dev_ops 逐字段读"支持什么"
│    ├─ nulldev = 合法 no-op
│    ├─ nodev  = 不支持（ENXIO）
│    ├─ devo_reset = nodev（本版本不支持）
│    └─ devo_identify = nulldev（已废弃）
├─ attach 里的 switch
│    ├─ DDI_ATTACH 必需；DDI_RESUME 配套 detach 的 DDI_SUSPEND
│    ├─ 见到 DDI_PM_RESUME → 已废弃的 PM 接口，不是私有扩展
│    └─ 没走到 resume 也可能是 pm-hardware-state 属性决定的
├─ cb_ops 逐字段读字符/块能力（注意 nodev / nulldev / NULL 的区别）
└─ 卸载路径
     ├─ _fini 调 mod_remove，失败时不得释放资源（可能仍有实例附着）
     └─ _init 在 mod_install 之后不得再改 modlinkage 上的结构

工具与验证

  • 入口与注册：_init / _fini / _info 三件套与 modlinkage→modldrv→dev_ops 的静态引用链
  • 能力清单：逐字段读 dev_ops 与 cb_ops，把 nulldev / nodev / 专用默认 / NULL 分别记录（这是"支持什么"的原始编码）
  • 附着路径：attach / detach 的 cmd 分支集合（DDI_ATTACH / DDI_RESUME / DDI_SUSPEND，及历史 DDI_PM_*）
  • 验证：能同时说清「骨架链（谁指向谁）+ 每个占位符的语义 + attach/detach 支持的命令集」

该平台的坑（汇总）

  • 把 illumos 驱动当"load/unload + file_operations"：骨架是 _init/_fini/_info → modlinkage → modldrv → dev_ops → cb_ops
  • 把 nulldev 与 nodev 都恢复成 unused：前者是合法 no-op，后者表示不支持并返回 ENXIO——混同会判错驱动能力
  • 把 attach() 理解成"只在第一次附着时调用"：它还承担恢复语义（DDI_RESUME），命令值决定行为
  • 把 DDI_RESUME 分支 / DDI_PM_RESUME 当厂商私有扩展：前者是标准命令值，后者是已废弃的 PM 接口（年代线索）
  • 在 _init 里找设备实例的初始化：实例初始化属于 attach()
  • 以为 _fini 一定会释放资源：mod_remove() 失败时（仍有实例附着）不得释放
  • 在 mod_install() 之后继续改 modlinkage 上的结构：违反约定，且系统可能已复制或改动这些数据
  • 忽略 pm-hardware-state 一类属性：它决定挂起/恢复路径是否被调用，"没走到"不一定是缺陷