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详细介绍 Linux 2.6 设备的驱动模型

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随着设备拓扑结构越来越复杂，需要为内核建立一个统一的设备模型，对系统结构做一般性的抽象描述。

作者：mn 来源：chinaunix 2007年11月1日

关键字：模型驱动设备 Linux

1.背景

随着设备拓扑结构越来越复杂，需要为内核建立一个统一的设备模型，对系统结构做一般性的抽象描述。

有了该抽象结构，可支持多种不同的任务：

a) 电源管理完成电源管理工作需要对系统结构的理解，且有严格的顺序，如：一个USB宿主适配器，在处理完所有与其相连接的设备面前是不能关闭的；

b) 与用户空间通信由/sysfs虚拟文件系统展示设备的属性

c) 热插拔设备

d) 对象生命周期

2.sysfs 虚拟文件系统

sysfs 是一个特殊的文件系统，类似于/proc。sysfs不仅象/proc一样允许用户空间访问内核的数据，而且它以更结构化的方式向用户提供内核数据信息。

sysfs的一个目的就是展示设备驱动模型中各组件的层次关系。其顶级目录包括：

bordercolorlight = "black" bordercolordark = "#FFFFFF" align="center">

a) block
b) device
c) bus 
d) drivers 
e) class 
f) power 
g) firmware

每个目录代表一个kobject对象，每个文件代表kobject的属性。

3. Kobject、Kset 和 subsystem

3.1 Kobject

Kobject 是组成设备模型的基本结构。类似于C++中的基类，它嵌入于更大的对象的对象中--所谓的容器--用来描述设备模型的组件。如bus, devices, drivers 都是典型的容器。

容器有了kobject之后，允许内核：

a) 保存对容器的引用计数

b) 保存容器之间的层次关系

c) 为每个容器的属性提供一个用户视图

bordercolorlight = "black" bordercolordark = "#FFFFFF" align="center">

struct kobject{
        char             * k_name;
        char               name[20];
        struct k_ref       kref;
        struct list_head   entry;
        struct kobject   * parent;
        struct kset      * kset;
        struct ktype     * ktype;
        struct dentry    * dentry;
};
struct kobj_type{
        void (*release) (struct kobject *);
        struct sysfs_ops *sysfs_ops;
        struct attribute **default_attrs;
};

3.2 Kset

一个kset是嵌入相同类型结构的kobject集合。

bordercolorlight = "black" bordercolordark = "#FFFFFF" align="center">

struct kset{
        struct subsystem * subsys;
        struct kobj_type   ktype;
        struct list_head   list;
        struct kobject     kobj;
        struct kset_hotplug_ops * hotplug_ops;
};

3.3 Subsystem

一系列的kset就组成了subsystem. subsystem可以包括不同类型的kset，它只有两个成员

bordercolorlight = "black" bordercolordark = "#FFFFFF" align="center">

struct subsystem{
        struct kset kset;
        struct rw_semaphore rwsem;
};

4.设备驱动模型的组件

4.1 device

4.2 drive

4.3 bus

4.4 class

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