蓝牙遥控器连接流程分析

2023-08-04 11:31| 来源: 网络整理| 查看: 265

背景

最近在一个Linux系统的ARM板子上移植一款蓝牙芯片，因为我们做的是机顶盒，所以首要功能就是能连接上蓝牙遥控器，并且能正常的接收按键。之前在安卓平台，连接上蓝牙遥控器后，会自动创建/dev/input/eventX和/dev/hidrawX节点，通过读取这两个节点，能看到我们机顶盒接收到的按键数据。但是最近在Linux平台，连接上蓝牙遥控器后，并没有创建什么节点，所以我也不知道怎么将遥控器数据上抛给上层应用去读取。网上尝试找一些资料，不过这方面的文章比较少，所以决定自己加些打印，跟一下代码流程，下面的文章记录一下我的跟踪思路。

正文一、bus、driver、device总线部分

在正式开始分析代码前，我们先了解一个概念：match函数，一个由具体的bus driver实现的回调函数。当任何属于该Bus的device或者device_driver添加到内核时，内核都会调用该接口，如果新加的device或device_driver匹配上了自己的另一半的话，该接口要返回非零值，此时Bus模块的核心逻辑就会执行后续的处理。

0、在调用probe函数之前，会先调用match函数

代码目录：drivers\hid\hid-core.c 函数调用关系： hid_bus_match ->hid_match_device ->hid_match_one_id

具体看一下hid_match_one_id函数，会通过判断vendor和product等值，来确定是否匹配成功，这两个值就是连接的蓝牙设备传过来的。

static bool hid_match_one_id(struct hid_device *hdev, const struct hid_device_id *id) { return (id->bus == HID_BUS_ANY || id->bus == hdev->bus) && (id->group == HID_GROUP_ANY || id->group == hdev->group) && (id->vendor == HID_ANY_ID || id->vendor == hdev->vendor) && (id->product == HID_ANY_ID || id->product == hdev->product); }

1、当调用到probe函数，会有下面的所有流程发生

代码目录： 1）hid_device_probe：drivers\hid\hid-core.c 2）hid_hw_start：include\linux\hid.h 函数调用关系： hid_device_probe ->hid_hw_start ->hid_connect

2、上面一步可以看出来最后调用到connect函数，字面意思就是开始正式连接，这个函数比较重要，我们进到具体代码看一下

代码目录：drivers\hid\hid-core.c int hid_connect(struct hid_device *hdev, unsigned int connect_mask) { ... /* 下面会创建/dev/input/eventX节点 */ if ((connect_mask & HID_CONNECT_HIDINPUT) && !hidinput_connect(hdev, connect_mask & HID_CONNECT_HIDINPUT_FORCE)) hdev->claimed |= HID_CLAIMED_INPUT; /*下面会创建/dev/hidrawX节点*/ if ((connect_mask & HID_CONNECT_HIDRAW) && !hidraw_connect(hdev)) hdev->claimed |= HID_CLAIMED_HIDRAW; ... hid_info(hdev, "%s: %s HID v%x.%02x %s [%s] on %s\n", buf, bus, hdev->version >> 8, hdev->version & 0xff, type, hdev->name, hdev->phys); return 0; }

在connect函数中有两个比较重要的函数调用hidinput_connect和hidraw_connect，下面我们分别看一下:

2.1、

代码目录： 1）hidinput_connect：drivers\hid\hid-core.c 2）input_register_device：common\drivers\input\input.c：函数调用关系： hidinput_connect ->input_register_device //input_register_device就是我们熟悉的，将设备注册到Input子系统 int input_register_device(struct input_dev *dev) { ... path = kobject_get_path(&dev->dev.kobj, GFP_KERNEL); pr_info("%s as %s\n",dev->name ? dev->name : "Unspecified device",path ? path : "N/A"); kfree(path); ... error = device_add(&dev->dev); if (error) goto err_free_vals; ... }

上面的代码我们又遇到一个很关键的函数：device_add()，下面继续跟踪到device_add函数里面去。

2.1.1、

代码目录： 1）device_add：drivers\base\core.c 2）bus_probe_device：drivers\base\bus.c 3）device_attach：drivers\base\dd.c 4）__device_attach：drivers\base\dd.c 5）driver_match_device：drivers\base\base.h 函数调用关系： device_add ->bus_probe_device ->device_attach ->__device_attach ->driver_match_device //最终会调用driver的match函数

在设备指定总线，且允许自动匹配的前提下（可以通过节点查看：cat /sys/bus/hid/drivers_autoprobe），bus_probe_device调用device_attach(dev)，而在device_attach中又分两个分支：第一、设备指定了驱动，那么device_attach直接调用device_bind_driver(dev)将驱动和设备绑定完事。第二、设备没有指定驱动，那么device_attach通过bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach)枚举总线上的驱动与设备进行匹配具体代码如下所示：

int device_attach(struct device *dev) { int ret = 0; device_lock(dev); if (dev->driver) { /*指定了驱动*/ if (klist_node_attached(&dev->p->knode_driver)) { ret = 1; goto out_unlock; } ret = device_bind_driver(dev); if (ret == 0) ret = 1; else { dev->driver = NULL; ret = 0; } } else { /* 通过枚举总线上的驱动和驱动进行匹配 */ ret = bus_for_each_drv(dev->bus, NULL, dev, __device_attach); pm_request_idle(dev); } out_unlock: device_unlock(dev); return ret; }

2.2、

代码目录： hidraw_connect：drivers\hid\hidraw.c 函数调用关系： hidraw_connect ->device_create int hidraw_connect(struct hid_device *hid) { ... dev->dev = device_create(hidraw_class, &hid->dev, MKDEV(hidraw_major, minor),NULL, "%s%d", "hidraw", minor); ... }

我们都知道，device_create()函数就是/dev下创建节点的，所以调用完hidraw_connect()后，就会有/dev/hidrawX节点了

3、

到目前为止，我们已经知道设备是怎么通过总线和驱动对应上了，但是问题又来了，怎么才能调用到.match函数呢？这个问题我们接下来分析

二、uhid驱动部分

通过加日志和搜索大量的代码，终于找到了怎么才能调用到上面的.match函数——hid_bus_match。下面我们看一下内核中的uhid驱动代码。

1、

代码目录： drivers\hid\uhid.c 函数调用关系： uhid_char_write ->uhid_dev_create ->hid_add_device ->device_add static const struct file_operations uhid_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = uhid_char_open, .release = uhid_char_release, .read = uhid_char_read, .write = uhid_char_write, .poll = uhid_char_poll, .llseek = no_llseek, }; static struct miscdevice uhid_misc = { .fops = &uhid_fops, .minor = UHID_MINOR, .name = UHID_NAME, }; static int __init uhid_init(void) { return misc_register(&uhid_misc); }

从函数调用关系来看，又来到我们上面讲到的device_add函数了，就是在bus总线上匹配对应的驱动。翻看uhid这个驱动的源代码，我们可以发现这是一个misc杂散设备，实际上也确实创建了一个/dev/uhid节点。所以回到我们文章最开始的问题，怎么创建到/dev/input/eventX和/dev/hidrawX节点？流程大概应该是这样：

int fd = open(/dev/uhid); write(fd, ...);

最终就会调用到uhid_char_write，并且最终匹配到对应的驱动程序，并且过程中创建了/dev/input/eventX和/dev/hidrawX节点。有了这个思路，我们自然就去查找，到底谁负责打开这个节点呢？自然而然我们就会想到是蓝牙协议栈做这个工作了，搜索代码后，果然是这样。我搜索了mtk的蓝牙协议栈代码，就发现了有打开/dev/uhid的动作。

2、

这里再提一下uhid设备匹配到的驱动程序——hid-generic。

代码目录： drivers\hid\hid-generic.c static const struct hid_device_id hid_table[] = { { HID_DEVICE(HID_BUS_ANY, HID_GROUP_GENERIC, HID_ANY_ID, HID_ANY_ID) }, { } }; MODULE_DEVICE_TABLE(hid, hid_table); static struct hid_driver hid_generic = { .name = "hid-generic", .id_table = hid_table, }; module_hid_driver(hid_generic);

注册完uhid设备后，会遍历所有的HID的驱动，因为从hid-generic的id_table来看是匹配任何设备的，所以最后就匹配到了hid-generic。不过大概看了一下这个驱动，好像并没有实际做什么。

结语

到目前为止就简单的跟踪了一下流程，还有很多细节没有细究，有兴趣的同学可以分析的更详细，但是有了上面的流程指引，我相信分析起来也会顺利很多了。另外，上面的代码流程是基于Linux 3.14.29版本，对于我现在准备做的Linux 4.9.113会有稍许不同，但是基本流程类似。

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